汽油发动机空燃比模糊控制及其实验研究

针对复杂工况下汽油发动机空燃比的非线性与不确定性，提出基于旁通空气补偿法的电控系统方案以降低化油器式汽油发动机的有害尾气排放量；研究了空燃比电子控制系统及其控制策略，论述了系统模糊控制器中的关键参数即变量隶属度函数的确定，其方法是：通过实验测定发动机转速的波动，根据多组转速测定数值点分布的疏密程度以确定其隶属度函数，符合模糊控制的设计原则；采用MATLAB对所设计的模糊控制器进行仿真和参数优化．发动机台架实验结果表明：该空燃比控制系统及其控制策略对于化油器发动机降低有害气体排放量，提高燃油经济性效果明显；基于模糊控制理论的研究方法对发动机的空燃比控制是快速、直接和有效的。     

汽油发动机瞬态工况油膜参数辨识的研究

以四冲程汽油发动机为研究对象建立瞬态工况下油膜模型,用最小二乘递推算法对油膜参数进行辨识计算研究;建立了发动机空燃比的仿真模型。将辨识结果模型进行某瞬态工况空燃比仿真,并和实际发动机试验采集的空燃比进行对比。结果表明,最小二乘递推算法所辨识的油膜参数精确度较高,能满足实际控制要求,证明该辨识算法辨识油膜参数的实用性。     

基于神经网络的LPG电喷发动机过渡工况空燃比仿真控制

针对LPG电喷发动机过渡工况空燃比难于精确控制的特点,提出了一种将改进Elman神经网络和常规PI控制算法相结合的空燃比控制方法.其中Elman神经网络用于实现无传输延迟空燃比信号的预测,常规PI控制器利用预测信号实现过渡工况下空燃比的实时反馈控制.为验证控制算法的有效性,建立了基于GT-Power/Simulink的LPG电喷发动机空燃比仿真控制平台.仿真结果表明,该控制方法具有较强的自适应功能,能将过渡工况空燃比的控制误差保持在±5%之内.     

基于Matlab的模型汽油机电控系统仿真

针对四缸四冲程汽油发动机,建立发动机数学模型.根据发动机运行特点及控制要求,在均值模型的基础上,建立稳态部分负荷、瞬态、怠速3种主要运行工况下的控制器模型,并给出以上模型在Matlab环境下的结构框图和综合仿真过程.仿真结果表明:控制器能够判断不同工况,并自动切换到相应的控制模型,使空燃比达到预期要求,具有良好的控制性能,控制算法可行.     

三效催化转化器对尾气排放的影响

简要介绍了三效催化转化器（TWC）的结构和工作原理。为提高三效催化转化器的净化效率，对外部环境的条件提出了要求，即实际空燃比控制在理论空燃比附近、使用高品质的无铅汽油和润滑油、保持发动机良好的工作状态、正确安装三效催化转化器等。     

基于BP神经网络PID参数整定的空燃比控制策略研究

采用BP神经网络实现在过渡工况下发动机空燃比的PID控制系统的参数整定,建立了发动机燃烧及燃油供给系AMESim仿真模型,利用MATLAB／Simulink设计了改进空燃比BP神经网络PID控制仿真模型,在AMESim环境下进行了动态仿真．仿真试验表明：基于BP神经网络PID参数整定的空燃比控制策略具有良好的自适应性能,与经典PID控制相比,改善了过渡工况下燃油的供给,实现了空燃比的精确控制．     

摩托车发动机空燃比和点火时间单片机控制研究

介绍了采用单片机构成的电控系统,对摩托车发动机的空燃比和点火时间进行控制及调整.该系统可根据发动机不同工况,调整空燃比和点火时间使发动机工作在最佳状态,从而改善发动机性能8%~10%.     

不确定系统具有圆盘极点约束的跟踪控制器设计

研究了一类具有圆盘极点约束的不确定系统的无静差跟踪控制器设计问题.考虑状态反馈控制器,使得闭环跟踪控制系统的所有极点均位于一给定圆盘.进一步的,考虑极点配置会使得闭环系统产生稳态误差的情况,通过引入一个积分环节实现无静差跟踪控制的目标.给出了闭环跟踪控制系统所有极点均位于给定圆盘的一个充要条件,并将跟踪控制器的设计转化为求解一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题.最后通过仿真结果表明笔者方法的有效性.     

基于PSO和EGR的汽油机尾气排放研究

为了降低缸内直喷汽油机的排放,研究EGR系统对汽油机排放的影响.通过某款缸内直喷汽油发动机型号及参数,利用GT-POWER软件搭建仿真模型,对比仿真数据与实验数据验证模型有效性和可靠性.基于粒子群算法对常规PID控制器进行优化和改进,选取发动机转速、节气门开度和空燃比为发动机燃烧控制变量,仿真与实验测算发动机转速在25...     

基于模型汽油发动机的空燃比控制器仿真研究

建立了合理的四缸四冲程汽油发动机数学模型,对模型发动机进行仿真标定实验,获得其喷油MAP图.根据发动机运行特点及控制要求,在均值模型的基础上,建立了稳态部分负荷、瞬态、怠速3种主要运行工况下的控制器模型,并给出了以上模型在Matlab/Simulink环境下的结构框图和综合仿真过程.仿真结果表明:控制器能够判断不同工况,并自动切换到相应的控制模块,使空燃比达到预期要求,具有良好的控制性能、控制策略与控制算法可行.     

考虑执行器故障的线性系统可靠极点配置

针对线性定常系统,提出了考虑执行器故障的可靠极点配置问题.在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了极点配置可靠控制存在的充分条件.通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计.利用仿真实例验证了设计方法的可行性,并且通过与不考虑故障的系统比较,进一步说明对系统进行可靠极点配置的必要性.     

基于区域极点配置的航空发动机LPV鲁棒控制器设计

针对航空发动机飞行包线内复杂热力循环参数引出的多变量鲁棒增益调度控制下的参考指令动态跟踪问题,提出了一种基于区域极点配置的多变量LPV鲁棒变增益控制方法。利用雅克比线性化方法建立发动机多项式LPV模型,用于描述发动机在一定条件下的动态性能。然后根据上述模型,基于线性矩阵不等式的区域极点配置方法,提出具有H_∞鲁棒性能的LPV输出反馈控制器设计方法。通过将闭环系统的极点配置在所期望的位置,以满足控制系统的动态性能。采用网格法将依赖于调度参数的Lyapunov函数转化为常值Lyapunov函数并理论上保证系统稳定性。以某型涡扇发动机为研究对象进行仿真验证,仿真结果表明:与未加入区域极点配置的LPV控制器相比,基于极点配置的设计方法使控制系统具有更好的动态响应特性。同时,该方法实现了对控制指令的精确跟踪,系统阶跃响应的调节时间不超过1.6 s,超调不大于1%,对控制期望的稳态跟踪误差在0.1%以内,符合发动机控制系统技术要求。     

基于极点配置算法的列车横向半主动悬挂自适应PID控制系统设计

为了使PID控制器具备自适应能力,以适应列车受到外部环境扰动时产生的结构参数变化,使用了增量式数字PID控制器,将PID控制器与极点配置控制算法结合,利用极点配置算法在线实时优化kP,kI,kD参数,设计了自适应极点配置PID控制器,实现了kP,kI,kD参数的自动校正.最后给出基于极点配置自适应PID的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用MATLAB-Simulink搭建仿真平台并进行仿真.仿真结果表明：基于极点配置算法的列车半主动悬挂自适应PID控制系统能够有效降低列车横向振动.     

与非合作目标交会的多约束有限时间最优控制

针对拦截卫星的末端轨道拦截任务,研究了基于状态反馈的轨道控制器设计方法.考虑系统参数不确定性,建立了相对运动模型.同时考虑系统有限时间二次型性能指标、控制输入限幅和极点配置,提出了多约束条件的控制器设计问题并给出了控制器的设计方法.该方法采用线性不等式技术,根据Lyapunov稳定定理推导出控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化问题进行求解.仿真结果表明,设计的控制器能够使系统稳定,并且能在获得最优系统有限时间性能的同时满足控制输入限幅和极点区域限制.     

基于EGR策略的重型柴油机瞬态空燃比优化控制

针对某些重型柴油机在进气中冷后加入足量的EGR较为困难,瞬态工况下EGR优化后的发动机排放性能恶化的问题,从精确控制EGR流量、优化空燃比、降低排放的目的出发,在一台CY6D180高压共轨重型柴油机上进行了大量的试验研究。基于排放优化原则,研究了利用节气阀配合EGR阀引入EGR后的发动机稳态特性,提出了一种两阀联合关开优化发动机瞬变排放性能的策略。进行了瞬态工况条件下的对比试验验证。结果表明:本文设计的瞬态空燃比控制方法在保证烟度排放值在3.5%限度内的情况下,NOx的排放量也不超过稳态工况点的10%。     

基于极点配置的PID控制器的再设计

利用参考输入前向通道附加零点配置技术，设计了新的基于极点配置的ＰＩＤ控制器控制一类二阶非最小相位对象。数字领导具表明，新的基于极点配置的ＰＩＤ控制器比原ＰＩＤ控制器具有更好的控制性能。     

摩托车发动机空燃比和点火时间单片机控制系统

介绍了采用单片机构成的电控系统，对摩托车发动机的空燃比和点火时间进行控制及调整。该系统可根据发动机不同工况，调整空燃比点火时间使发动机工作在最佳状态，从而改善发动机性能８％－１０％。     

应用分数阶控制器的飞行器精细姿态控制研究

针对某升力体高超声速飞行器在超燃冲压发动机工作前后的姿态控制问题,分析了发动机进气道关闭、打开和发动机点火3种状态下的机体气动特性。建立了典型的升力体高超声速飞行器的数学模型。采用分数阶控制器的结构和参数配置方法,设计了飞行器的法向过载控制器。控制器内回路采用极点配置法以改善控制系统的动态特性;外回路采用分数阶控制器来配置控制参数以满足飞行器高精度的姿态控制要求。仿真结果表明3种状态下升力体高超声速飞行器机体姿态均控制在平衡位置的±1°动态范围内。     

用空燃比法检测汽油发动机油耗的试验研究

用空燃比法检测汽油发动机的耗油量,通过测量发动机的进气岐管压力、进气温度、过剩空气系数,利用发动机的转速和气缸容积等参数,计算其进气量,再由发动机进气量和空燃比求得发动机的燃油消耗量.各传感器信号进入单片机,由单片机、废气分析仪和笔记本电脑串口通信,将相关数据传入电脑和被测车辆录入电脑的相关信息融合计算,即可得到油耗率.结合GPS传给计算机的数据可以算出百公里油耗量.     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进，设计了用于空气调节的电子节气门机构，制定了各个工况下的空燃比控制策略，并对发动机的控制参数进行了优化，开发了发动机空燃比控制系统，实现了喷油和进气量的联合控制．台架试验结果表明，采用进气调节系统后，发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善．