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摘要:建立了汽油直喷(GDI)发动机燃油共轨系统的数学模型,基于燃油流量连续性方程和压力变化率方程构建各组件之间的流量和压力传递关系,并利用MATLAB/SIMULINK建立了面向控制的动态模型来估计燃油轨压.在发动机试验台上分别进行了转矩突变和转速突变时的轨压阶跃响应试验,利用实测的数据对模型进行检验.结果表明,轨压模型的拟合度大于98%,稳态误差小于3%.
[硕士论文] 刘文宪
动力机械及工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:缸内直喷汽油机具有极其优异的经济性、动力性、低排放,但实现方式带来了工况的复杂。为了实现缸内直喷汽油机的在变工况下的轨压控制,就必须依赖电控单元(ECU)应用层控制软件的设计。因此,轨压系统的控制策略是实现工况切换、实现低压燃油喷雾的良好雾化性与高压情况下防止超压的重点。轨压系统是一个具有强扰动的非线性动态系统,而缸内直喷汽油机的共轨压力的波动会影响喷油器喷油特性的改变,导致实际喷油量与期望喷油量直接的偏差,加大了轨压控制的复杂性。因此轨压系统的控制算法设计是消除轨压偏差实现轨压控制的良好跟随性的重点。
  本课题研究设计缸内直喷汽油机的轨压控制策略和算法,并构建面向控制的缸内直喷汽油机共轨系统数学模型作为验证控制策略与算法的对象,利用MATLAB/Simulink软件建立与轨压控制相关的模型,利用试验数据对缸内直喷汽油机共轨系统的数学模型与控制策略进行验证。主要内容如下:
  (1)轨压控制策略及算法设计。为了防止发动机变工况情况下对于轨压的影响,设计的轨压控制策略部分实现了不同工况下不同燃烧模式和轨压设定值Map的选择,得到当前工况下的轨压设定值;而针对轨压控制中实际轨压与轨压设定值产生的偏差,设计了PI控制算法计算轨压调整量;针对轨压系统在仿真过程中产生的静态偏移,采用轨压前馈控制算法计算了泵油补偿角以抵消静态偏移量。
  (2)共轨系统数学模型建模。根据燃油压力的产生与传递的物理过程和共轨管的储油特性,高压电磁阀-高压油泵-共轨管-喷油器的燃油流量和压强关系,建立面向控制的缸内直喷汽油机轨压系统数学模型。在保证轨压数学模型合理准确地基础上,对于影响轨压较小的部分进行合理的简化。
  (3)轨压模型与策略的仿真验证。比较分析怠速、稳态、加减速和加减负载工况下的仿真轨压、目标轨压与实际轨压偏差,验证了所设计的轨压控制策略与算法在怠速和稳态工况下的准确性与稳定性,以及轨压阶跃的响应性、跟随性。
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