渦輪增壓柴油機的滑模控制

渦輪增壓柴油機的滑模控制

歐5和歐6法規的連續出臺不斷要求汽車制造商降低車輛排放水平。為了滿足新的法規要求，需要在最少燃油消耗和給定的廢氣及噪聲標準之間進行權衡，然后給出一些新的較為復雜的控制方案，為發動機提供合適的轉矩。對于現代柴油機，NOx的排放是目前最受關注的排放問題。

為了降低柴油機排放，必須嚴格控制發動機空燃比（AFR）和廢氣再循環（EGR）率，使之不斷逼近需求值。控制方法通常從軟、硬件兩個方面出發，例如設計更加復雜精確的控制算法，或者不斷改進廢氣再循環系統和可變渦輪增壓器等。采用滑模控制法進行柴油機空氣路徑的控制。相比于早前的廢氣再循環PID控制和非線性控制算法，滑模控制更適用于非線性系統，并且由于該控制方法不需要矩陣可逆，因而更適用于解決魯棒性問題。

所提出的滑模控制器控制目標是調節壓縮機流量和排氣歧管壓力以達到期望值。為此，建立了渦輪增壓柴油機（TDE）模型，并通過仿真分析進行驗證。仿真結果表明，壓縮機的流量和排氣歧管壓力可以很好地跟隨期望值，具有較高的魯棒性。

未來的工作計劃主要是通過高階滑模控制減少發動機抖振。同時，還將結合故障估計和滑模控制為渦輪增壓柴油機設計一個容錯控制算法。

SofianeAhmedAlietal. Control&Automation (MED),2012 20th Mediterranean Conference on 3-6 July 2012.

編譯：賀蓉