基于平均值模型的柴油機(jī)空氣系統(tǒng)模型預(yù)測控制研究.pdf

1、隨著國Ⅵ及更高排放法規(guī)的頒布和實(shí)施，國家對柴油機(jī)尾氣的排放要求越來越嚴(yán)格。對于國Ⅵ柴油機(jī)，優(yōu)先采用機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)將裸機(jī)的(NOx)與(PM)排放嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)?，F(xiàn)有的國Ⅳ/Ⅴ柴油機(jī)空氣系統(tǒng)僅僅通過調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)(EGR)與可變截面渦輪增壓器(VGT)已很難達(dá)到NOx與PM的嚴(yán)格排放要求，因而必須增加進(jìn)氣節(jié)氣門，從而達(dá)到更大的EGR率以滿足空燃比的控制要求，并將國Ⅵ柴油機(jī)裸機(jī)的氮氧化物(NOx)與微粒(PM)排放控制在一定范圍內(nèi)，再配

2、合后處理系統(tǒng)以滿足排放法規(guī)的要求。
　　柴油機(jī)空氣系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)主要是控制兩類排放:一是微粒PM;二是氮氧化物NOx。微粒和NOx的生成與進(jìn)氣空氣流量率(MAF)和進(jìn)氣增壓壓力(MAP)直接相關(guān)，因此，選擇二者作為反饋?zhàn)兞吭O(shè)計(jì)輸出反饋控制器，以對柴油機(jī)的主要排放物PM和NOx進(jìn)行控制。本文由此展開了如下研究:
　　1)利用GT-POWER建立了帶有EGR、VGT和節(jié)氣門的四缸柴油機(jī)模型，并在節(jié)氣門全開的狀態(tài)下對模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)及

3、瞬態(tài)驗(yàn)證，結(jié)果表明，所建立的GT-POWER模型能準(zhǔn)確模擬真實(shí)發(fā)動機(jī)的狀態(tài)。
　　2)對帶有EGR、VGT及節(jié)氣門的四缸柴油機(jī)，選取進(jìn)氣歧管壓力、進(jìn)氣中冷器壓力、排氣歧管壓力及渦輪轉(zhuǎn)速作為狀態(tài)建立了發(fā)動機(jī)平均值模型，并利用所建立的GT-POWER模型對該平均值模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明所搭建的平均值模型在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)下的精度分別達(dá)到96％和93％，且大大降低了模型的計(jì)算量。
　　3)基于平均值模型設(shè)計(jì)柴油機(jī)空氣系統(tǒng)模型預(yù)測控制算法