渦輪增壓柴油機(jī)的魯棒與自適應(yīng)旁通閥控制

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渦輪增壓柴油機(jī)的魯棒與自適應(yīng)旁通閥控制

介紹了設(shè)有旁通閥的渦輪增壓柴油機(jī)的先進(jìn)控制方法。提出了兩種不同的方法，用于多變量魯棒混合靈敏度旁通閥控制和間接輸出自適應(yīng)控制。多變量魯棒控制器的設(shè)計(jì)常用于內(nèi)燃機(jī)的控制，很少使用間接自適應(yīng)控制。介紹了這些控制算法應(yīng)用于旁通閥控制的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了柴油機(jī)非線性模型和線性化控制。

設(shè)計(jì)并比較了兩種不同類(lèi)型的控制器，即多變量魯棒控制器和間接自適應(yīng)控制器。前者常用于柴油機(jī)的控制，后者不常用。為了實(shí)現(xiàn)第1種控制器的控制作用，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)均值模型，并對(duì)該控制器進(jìn)行了研發(fā)、模擬和比較。盡管多變量結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何特定的益處，但與PID控制器相比，多變量魯棒控制器性能更好，其價(jià)格較高。自適應(yīng)算法采用的控制器價(jià)格與PID控制器相差不大，但響應(yīng)速度和控制信號(hào)更穩(wěn)定，能夠解決小振蕩，而針對(duì)其會(huì)產(chǎn)生的噪聲需要進(jìn)行深入研究。

旁通閥是用于控制通過(guò)渦輪排氣的流量，從而控制壓縮機(jī)的功率，反過(guò)來(lái)控制進(jìn)氣壓力。保持進(jìn)氣壓力在所需水平，對(duì)控制氣缸空燃比非常重要。進(jìn)氣壓力是由發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況決定的。進(jìn)氣節(jié)流閥、旁通閥、廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)、可變噴嘴渦輪增壓器（VGT）以及噴油器，這些都是柴油機(jī)控制的重要技術(shù)。

Sergey Samokhin et al. 2014 American Control Conference (ACC), USAJune 4-6 ,2014.

編譯：王亮