二级增压柴油机旁通阀调节特性

在一台搭载可调二级增压系统的重型柴油机上,研究了增压器不同旁通阀开度对燃油消耗率及排放特性的影响规律。结果表明:低转速工况下打开增压器旁通阀有助于降低NOx排放,但在中大负荷工况下会导致燃油经济性恶化;在中高转速、小负荷工况下增大旁通阀开度有助于减小泵气损失,燃油消耗率最大降幅可达7.6%,在中大负荷工况下受泵气损失与指示热效率相互作用的影响,打开旁通阀可以在不恶化燃油经济性的前提下降低NOx排放。在不同转速、小负荷工况下大开度开启旁通阀,中高负荷工况下关闭或小开度开启旁通阀,可以在不明显恶化NOx排放的同时实现最优燃油经济性,烟度排放均低于4%;最优控制策略下,与原单级增压发动机样机相比,二级增压柴油机在低转速工况下更具燃油经济性优势。     

面向用户的重型自卸车节油研究

从用户使用的角度分析了重型自卸车典型使用工况,并结合大量用户试验数据,利用MATLAB软件采用区间统计法找到了柴油机的常用工作区域。对重型自卸车用柴油机的典型工况点,采用AVL公司开发的CAMEO优化标定软件在线自动优化标定了CA6DL1-32高压共轨柴油机,在满足欧Ⅲ排放的前提下使燃油经济性最低,控制参数选择轨压和喷油正时,重点优化了柴油机中低转速、中低负荷的工作区。标定结果满足欧Ⅲ排放要求,发动机的中低转速、中低负荷区的燃油经济性得到了优化。     

柴油机起动测控系统的开发及初步应用

开发了基于循环的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统。对一台单缸直喷式柴油机进行了改造,匹配了电控燃油喷射系统,能够实现燃油喷射量及喷油定时的调节。利用瞬时转速、缸压分析了起动过程燃烧组织的优劣,利用单循环采样系统研究起动过程中气体排放物的变化历程。试验结果表明:该系统能够满足柴油机起动过程研究的需要,为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

并联混合动力汽车模糊控制能量管理策略研究

针对一款并联混合动力汽车,以提高整车燃油性和改善尾气排放为控制目标进行了能量管理策略研究。将混合动力系统整车需求转矩与当前转速下的发动机最优转矩差值（ΔT）、电池组荷电状态（SOC）作为模糊转矩控制器输入,发动机输出转矩作为控制器输出,设计了25条控制规则,基于ADVISOR仿真验证该策略的有效性和可行性。仿真研究表明,提出的能量管理策略提高了发动机工作效率,减少了燃油消耗和尾气排放,并能维持电池组的SOC在合理的范围内波动。     

电子控制柴油机问世

日本三菱重工制造出第一台用电子装置控制的柴油机。该柴油机在部分负荷时，能降低废气排放量并可大大改善燃烧的经济性。其电子控制系统通过控制燃油喷射、排气阀、起动装置以及气缸精油喷射，可确定燃油和润滑油消耗的最佳性能并提高柴油机的总经济性；可改进从主机起动到满负荷全过程的操纵性；     

步进电动机控制在柴油机EGR控制系统的应用

排气再循环 (ExhaustGasRecirculation(EGR) )已证明是降低发动机NOX 排放的有效措施 .在研制的直喷 1110型柴油机变EGR率控制系统中 ,油门位置传感器和转速传感器获得柴油机的工况点 (转速 /扭矩 )信号 ,空气流量传感器取得的控制反馈信号通过AD转换输入单片机AT89C5 1,单片机发出控制信号控制步进电动机从而调整EGR阀开度 .用于调节柴油机再循环排气量的EGR阀门是柴油机EGR系统的关键部件 ,所以控制EGR阀的步进电动机的控制驱动问题是柴油机EGR自动控制系统的重要环节 .着重探讨了单片机AT89C5 1控制驱动步进电动机 70BF2 - 3的相关技术和问题 ,并给出了EGR系统对柴油机排放和燃油经济性的影响 .     

步进电动机控制在柴油机EGR控制系统的应用

排气再循环(Exhaust Gas Recirculation(EGR))已证明是降低发动机NOx排放的有效措施．在研制的直喷1110型柴油机变EGR率控制系统中，油门位置传感器和转速传感器获得柴油机的工况点(转速/扭矩)信号，空气流量传感器取得的控制反馈信号通过AD转换输入单片机AT89C51，单片机发出控制信号控制步进电动机从而调整EGR阀开度．用于调节柴油机再循环排气量的EGR阀门是柴油机EGR系统的关键部件，所以控制EGR阀的步进电动机的控制驱动问题是柴油机EGR自动控制系统的重要环节．着重探讨了单片机AT89C51控制驱动步进电动机。70BF2—3的相关技术和问题，并给出了EGR系统对柴油机排放和燃油经济性的影响．     

基于模糊逻辑的防爆柴油机EGR率参数控制

防爆柴油机EGR率的最优控制是一个多目标优化的问题.传统EGR率是基于经验模式控制,无法实现在线实时控制功能.本文以某直列四缸防爆柴油机为研究对象,基于AVL BOOST与MATLAB软件建立了柴油机工况过程中的联合仿真模型,选择最大转矩转速1 600 r/min的工况进行分析,以满足负载功率需求和降低NO_x排放为控制目标提出了模糊逻辑控制策略,设计了模糊控制器,设定了模糊逻辑输入与输出的基本论域,建立了隶属度函数,依据专家库制定控制规则,通过在线实时采集负载需求功率与NO_x的排放数据,将其作为模糊控制器的输入,输出控制变量——EGR率.将实车试验数据加载到仿真模型中,对发动机25%, 50%, 75%和100%的四种载荷工况进行了对比仿真试验,与传统控制模式进行数据对比显示:模糊逻辑控制策略可以根据实时NO_x排量及负载需求功率自动调整EGR率,提高了发动机的动力性、经济性及排放性;发动机在100%与75%载荷工况下,为保证负载工况需求,采用低EGR率的控制策略以保障发动机功率输出;发动机在50%与25%载荷下,控制系统通过提高EGR率来降低NO_x的排放.本文提出的采用模糊逻辑控制策略进行多目标控制的方法,具有很强的鲁棒性,能够解决非线性复杂问题,适用于防爆柴油机EGR控制.但是,模糊逻辑控制规则及隶属度函数的建立需要依靠大量的专家经验,要经过反复的实验训练来提高控制的稳定性与可靠性,才能增强综合控制效果.     

可变几何截面增压器/废气再循环对重型柴油机性能和排放的影响

将HOLSET400可变几何截面增压器(VGT)应用于CA6DL2-35E3重型柴油机上,并在涡前位置建立了高压回路废气再循环(EGR)系统。在ESC测试循环下分别进行了VGT及VGT/EGR的性能规律试验。试验发现配备此VGT系统的柴油机,试验目标参数均存在特定的VGT开度拐点,而对性能改善最明显的开度均出现在拐点附近。因此采取拐点控制VGT开度可充分发挥VGT的效能,改善除NOx外其余气体排放及燃油经济性。通过VGT驱动废气回流可实现28%高EGR率(转速1330 r/min、25%负荷率)。试验目标参数存在特定EGR率拐点(NOx除外),而在拐点对应EGR率范围内降低NOx排放的同时不会对发动机其他性能参数产生太大影响,具备综合优化发动机气体排放和燃油经济性的潜力。     

轻型车用柴油机起动怠速过渡过程瞬态喷油量控制

提出了一种基于目标转矩的起动过程瞬态喷油量控制方法,并在2.8T型高压共轨直喷柴油机上与恒定油量控制方法以及油量MAP式控制方法进行了对比试验。结果表明:基于MAP式控制方法在起动过程中虽然NO_x排放少,但燃烧效率也低,HC和CO排放较高;恒定油量控制方法在起动过程中能保持较高的燃烧效率,HC和CO排放较低,但NO排放多,而且起动过渡到怠速时转速波动较大;本文控制策略可根据起动过程中转速的变化精确控制瞬态喷油量,因此起动过程中燃油消耗量最少、燃烧效率高、CO_2排放最低,在HC和CO以及NO_x排放水平较低的前提下,可以实现起动过程平稳地过渡到怠速状态。     

柴储混合电力系统的频率协调控制策略

针对含柴油发电机和储能的混合电力系统,提出了一种频率协调控制策略。设计了滑模负荷频率控制器以调节柴油发电机出力,通过配置适当容量的储能设备进一步优化系统频率。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台进行了验证。结果表明,所提出的协调控制策略能够有效减小电力系统频率偏差,且具有较好的鲁棒性。     

变结构鲁棒控制算法在柴油机转速控制系统中的应用

针对车用柴油机转速控制系统存在不确定时滞性,提出变结构鲁棒控制算法.对转速系统的"高速到怠速"功能段进行建模及MATLAB仿真.结果表明控制效果良好,解决了由不确定时滞性引起的系统不稳定问题.     

车用柴油机电控喷油系统齿条位移反馈控制研究

介绍了齿条位移反馈控制器的设计,包括开环系统性能分析、系统建模和控制参数整定。设计的直接数字式ＰＩ控制器使得闭环控制系统的静、动态特性满足柴油机喷油电控的要求。     

不确定非线性网络控制系统的鲁棒保性能控制

针对一类非线性网络控制系统中存在数据丢包、时滞和量化误差等问题,通过引入扇形不确定性的方法来描述对数量化器的量化误差,并基于T-S模糊控制理论,建立起整个闭环系统带有范数有界参数不确定性的新的数学模型.在此模型基础上,通过Lyapunov稳定性定理,给出了使系统具有一定性能的鲁棒保性能控制器的设计方法,该控制器可以通过求解一组线性矩阵不等式得到.最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

神经滑模理论在柴油机调速系统中的应用研究

基于神经网络辨识及滑模变结构理论,对柴油机非线性模型设计了神经滑模控制器。通过编写S函数实现了神经网络在线更新权值,并在Matlab/Simulink环境中对控制系统进行仿真,证明该控制器可以在保证控制精度的前提下削弱了系统抖振,对柴油机转速取得了较好的控制效果。     

船舶柴油发电机组双回路系统神经网络控制研究

针对船舶柴油发电机组转速控制与励磁控制,设计了CMAC神经网络与PID控制器相结合的并行控制系统,并分别运用到船舶柴油发电机组系统的2个控制回路中。CMAC神经网络控制算法具有在线学习速度快和局部泛化能力强的特点;在控制中,CMAC神经网络通过对发电机控制的学习,获得了系统广义被控对象的逆动态逼近模型,以此实现对系统的控制。在某大型船舶电力仿真系统的运用中,发电机负载特性测试的结果表明控制系统的2回路之间的协调性好,系统控制质量满足有关船舶规范的要求。     

Electromechanical coupling driving control for single-shaft parallel hybrid powertrain

The single-shaft parallel hybrid powertrain with the automatic mechanical transmission(AMT)is an efficient hybrid driving system in the hybrid electric bus(HEB),while the electromechanical coupling driving control becomes a complicated question to find a transient optimal control method to distribute the power between the engine and the electric machine(EM).This paper proposes an innovative control method to deal with the complicated transient coupling driving process of the electromechanical coupling driving system,considering the accelerating condition and the cruising condition mostly in the city driving cycle of HEB.The EM might be operated at driving mode or generating mode to assist the diesel engine to work in its high-efficiency area.Therefore,the adaptive torque tracking controller has been brought forward to ensure that the EM implements the demand torque as well as compensate the torque fluctuation of diesel engine.The d?q axis mathematical model and back stepping method are employed to deduce the adaptive controller and its adaptive laws.Simulation results demonstrate that the proposed control scheme can make the output torque of two power sources respond rapidly to the demand torque from the powertrain in the given driving condition.The proposed method could be adopted in the real control of HEB to improve the efficiency of the hybrid driving system.     

Stabilization of Uncertain Fractional Memristor Chaotic Time-DelaySystem Based on Fractional Order Sliding Mode Control

基于分数阶滑模控制的不确定分数阶时滞忆阻混沌系统的稳定

丁大为,刘芳芳,王年,梁栋

（1.安徽大学,电子信息工程学院,合肥 230601;

2.安徽大学,教育部智能计算与信号处理重点实验室,合肥 230601）

创新点说明：

1）设计一种基于分数阶忆阻器的混沌系统的分数滑模控制策略,该系统具有时滞,使系统状态渐近稳定。#$NL 2）所提出的控制器使用Lyapunov稳定性定理,该定理保证了同阶和不同阶系统的稳定性,分别讨论了该系统在加干扰和不加干扰四种情况下的稳定情况。#$NL 3）为有效地说明所提出的控制方案的有效性,引用了两个反例。

研究目的：

为控制基于分数阶忆阻器的时滞系统的混沌现象,设计一种结合滑模控制技术和分数阶微积分理论的分数阶滑模控制器。

研究方法：

1）利用Lyapunov稳定性理论对控制方案进行理论分析,确保存在或不存在不确定性和干扰的情况下同阶和不同阶系统的稳定性。

2）给出四个例子来证明所提出的控制方法的正确性和有效性。

3）数值模拟基于改进的Adams-Bashforth-Moulton预估算法。

研究结果：

1）同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可以达到稳定。

2）非同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可以达到稳定。

3）具有不确定性和扰动的同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可以达到稳定。

4） 具有不确定性和扰动的非同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可达到稳定。

结论：

1）滑模控制具有抗干扰的能力。

2）在Lyapunov稳定性定理的基础上,控制律可以使分数阶时滞忆阻器混沌系统渐近稳定,从理论上证明了设计的控制方案是可行的。

3）该方法也适用于在不确定性和干扰的情况下同阶和非同阶系统。

4）仿真结果表明了提出的滑模控制方法的正确性和有效性。

5）数值仿真说明该控制方法可以使分数阶时滞忆阻器系统在有限时间内达到稳定状态。6）引用两个反例验证了所提出的控制方案的有效性。

关键词：分数阶系统;时滞;混沌控制;不确定性;滑模控制

     

城市智能交通信号控制系统的设计与开发

为了解决我国城市道路交通拥挤的信号控制问题,开发智能交通信号控制系统.基于ARM7平台,提出基于S3C44B0X处理器的智能交通信号机主控板设计方案.应用Clinux移植方法,完成了基于Clinux操作系统的信号机软件设计.基于组件化设计,采用UDP协议通讯和以太网连网方式,开发城市交通控制中心软件.通过开发多种群多编码遗传算法通用控件,实现绿信比优化.将GIS技术引入中心控制软件来配置信号机和获取路网拓扑空间信息.应用结果表明,新型的智能交通信号控制系统性能稳定,便于实现城市交通网络的优化控制.     

PMSM的二自由度PID控制

为了在运动控制系统中实现对传统PID控制的有效改进，提出了针对交流永磁同步电动机的二自由度PID控制算法，给出了一般和简化的二自由度控制器结构图及设计方法.该方法有效地解决了PID控制难以兼顾跟踪性能与抗扰性能的缺陷，使得系统在运行过程中，控制器输出可以保持动态最优.对于小惯性的PMSM系统进行了仿真，仿真结果表明：该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，并具有良好的动、静态性能.