改善汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速跟蹤暫態(tài)性能的控制策略研究.pdf

1、為了提高汽油發(fā)動機的暫態(tài)性能，獲得理想的動力性和可駕駛性，速度控制在自動汽車控制領(lǐng)域一直是一個根本性問題。國內(nèi)外很多學者曾致力于這方面的研究，但就目前現(xiàn)有成果下，發(fā)動機在暫態(tài)工況下的速度控制依舊是一個挑戰(zhàn)性問題，而這些挑戰(zhàn)主要來自于系統(tǒng)參數(shù)的時變性和不確定性。本文考慮系統(tǒng)參數(shù)攝動對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響，研究改善發(fā)動機轉(zhuǎn)速跟蹤暫態(tài)性能的控制問題。其中，主要研究內(nèi)容包括：
　　考慮發(fā)動機在一定工況下運行時系統(tǒng)參數(shù)具有慢時變特性，針對系統(tǒng)參

2、數(shù)攝動問題提出雙閉環(huán)自適應控制策略。該策略采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，每個閉環(huán)控制由可變增益的前饋補償、非線性補償及PI控制環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成。這三部分協(xié)同作用，從而克服系統(tǒng)參數(shù)不確定性的影響，保證發(fā)動機轉(zhuǎn)速跟蹤的性能。
　　考慮發(fā)動機工作在大范圍工況下時，其系統(tǒng)參數(shù)存在未知時變性。為進一步改善發(fā)動機暫態(tài)性能，針對系統(tǒng)參數(shù)存在的未知時變性提出了雙環(huán)串級自抗擾控制策略。該策略含有一個擴張狀態(tài)觀測器和一個狀態(tài)誤差反饋控制律。其中，擴張狀態(tài)觀測器可以實時

3、估計不確定項的變化，降低時變不確定參數(shù)的影響；狀態(tài)誤差反饋控制律由PI控制器和擾動補償兩部分構(gòu)成，兩部分協(xié)調(diào)作用在提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速輸出暫態(tài)性能的同時也保證轉(zhuǎn)速跟蹤的穩(wěn)態(tài)響應。
　　為了驗證所提出控制器的有效性，本文的仿真實驗驗證在由日本SICE協(xié)會和豐田汽車研究部門共同研發(fā)的V6發(fā)動機仿真器中進行。為了模擬發(fā)動機的加、減速情況及轉(zhuǎn)速跟蹤情況，本文選取了多種仿真工況，分析了兩種控制器在發(fā)動機處于不同工況時對轉(zhuǎn)速的控制效果。將兩種控制器