基于混合系統(tǒng)理論的發(fā)動機(jī)怠速控制.pdf

1、汽車在道路上行使，經(jīng)常會因?yàn)槟撤N原因暫時停車，而保持汽車的發(fā)動機(jī)仍以一個穩(wěn)定的低轉(zhuǎn)速在運(yùn)行，進(jìn)而為車內(nèi)的用電設(shè)備提供動力，比如在等待紅綠燈或堵車的情況下。這時，汽車發(fā)動機(jī)就處于怠速工況。隨著道路交通的復(fù)雜性越來越高，發(fā)動機(jī)處于怠速工況的時間也將會越來越長。所以，汽車發(fā)動機(jī)的怠速工況是發(fā)動機(jī)運(yùn)行的一種主要工況。同時，對于發(fā)動機(jī)的怠速控制也有著非常實(shí)際的應(yīng)用意義。
　　在眾多的發(fā)動機(jī)模型中，平均值模型作為發(fā)動機(jī)的怠速控制模型受到了廣泛

2、的應(yīng)用，同時也取得了較好的控制效果。平均值模型反映了發(fā)動機(jī)運(yùn)行一段時間內(nèi)的平均動態(tài)，它不能夠體現(xiàn)發(fā)動機(jī)的離散特性。從這一角度來講，平均值模型并沒有真正的反映發(fā)動機(jī)的沖程特性。隨著控制理論的發(fā)展，從混合系統(tǒng)的角度來研究發(fā)動機(jī)怠速的思想逐漸受到了人們的關(guān)注。
　　本文基于混合系統(tǒng)理論的方法，針對4缸4沖程直列式火花塞點(diǎn)火汽油機(jī)，同時考慮了發(fā)動機(jī)的連續(xù)特性與離散特性。將隨時間連續(xù)變化的動態(tài)用一階微分方程與一階代數(shù)方程描述，而將發(fā)動機(jī)中的

3、離散特性用有限狀態(tài)機(jī)來描述。通過混合系統(tǒng)建模理論給出了發(fā)動機(jī)怠速的混合模型，并以發(fā)動機(jī)商業(yè)軟件enDYNA為平臺，通過比較說明了混合模型的正確性。
　　根據(jù)發(fā)動機(jī)怠速工況的特性，通過用帶有最小駐留時間和最大駐留時間的Switchingsystem混合模型來近似怠速的混合模型，并將怠速的控制要求轉(zhuǎn)化為Switchingsystem混合模型的安全性問題。
　　針對用多面體表示的集合，基于系統(tǒng)的可達(dá)性分析，給出了求取離散時間Swi