用T-S法控制裝有EGR系統的渦輪增壓式柴油發動機

用T-S法控制裝有EGR系統的渦輪增壓式柴油發動機

渦輪增壓器由渦輪機和連接在同軸上的壓縮機組成。渦輪機從廢氣中獲得能量驅動壓縮機。新鮮空氣和EGR氣流進入進氣歧管再到氣缸。將燃料直接噴射到氣缸并燃燒，產生轉矩使曲軸旋轉，將熱的廢氣排到排氣歧管。排氣歧管中的部分廢氣通過渦輪機從發動機中排出，另一部分循環進入進氣歧管。

采用平均值建模方法建立了一個七自由度發動機模型，用來描述進、排氣歧管中的氣體質量變化、壓力以及燃料氣體比例，第7個參數是渦輪增壓器動力。由于進、排氣歧管中的燃氣比例不易測量，因此可以不考慮這兩個參數。同理，氣體質量變化也可忽略不計，因此可以簡化成一個三自由度模型。使用AMESim軟件與Simulink聯合仿真驗證發動機模型。

非線性模型的T-S模糊表示法假定能直接控制通過渦輪機和EGR的氣流。這個非線性系統及其相關關系可用狀態空間方程表示。通過模糊IF THEN規則描述T-S模糊動態模型，局部地描繪了非線性系統的線性輸入-輸出關系。可以使用模糊觀測器設計出一個狀態反饋模糊控制器。其中，設計空氣反饋循環的目的是控制氣缸中的空氣和廢氣。在實際應用中，只能測量和空氣、廢氣等價的變量。為減小原輸出和參考輸入之間的誤差，應用了非線性李雅普諾夫函數，其中，使用積分器來減小穩態誤差。由于增廣系統的狀態矩陣式三角關系，因此可以分成兩個獨立的部分：控制器增益和觀測器增益。為保證觀測器的收斂速度大于控制器的，可以進行極點配置。

InesABIDIetal.2012 20thMediterraneanConference on Control&Automation（MED）Barcelona, Spain,July 3-6,2012.

編譯：倪媛媛