基于模糊控制的渦輪增壓柴油機空氣路徑確定

基于模糊控制的渦輪增壓柴油機空氣路徑確定

發動機的控制目標是根據燃油需求和發動機轉速來調節新鮮空氣和廢氣再循環率。目前最常用的柴油機控制方法是PID控制，但這種控制方法的魯棒性較差。而其它控制方法則都有一個共同的缺點，即無法直接納入性能指標和狀態約束。采用模糊控制方法是目前發動機控制領域的新趨勢，該方法可以描述發動機的不同狀態，從而提高發動機控制性能。

研究了裝有廢氣再循環系統以及渦輪增壓器的柴油機進、排氣系統建模和控制方法，目標是精確控制空氣流量，以此來減少污染物顆粒的排放以及燃油消耗。圖1所示為所研究的柴油機進、排氣系統。

柴油機中的壓縮機和變截面增壓器連在同一根軸上。壓縮機由渦輪機來提供動力，而渦輪機則從廢氣中獲取能量。進氣歧管中的新鮮空氣與燃油氣體的混合物被吸入氣缸，與噴入氣缸的燃料混合并燃燒，產生作用在曲柄上的轉矩。燃燒后的廢氣則通過廢氣泵進入排氣歧管。一部分廢氣通過渦輪排出，另一部分則通過再循環進入進氣歧管。

基于該系統建立了T-S模糊模型，來表示非線性系統柴油機。基于T-S模糊模型設計了模糊觀測器以及控制器。采用兩步法來計算控制器及觀測器的增益。通過單步法對整個設計過程進行了簡化，并給出了單步的控制器及觀測器增益。數值模擬結果表明，采用單步模擬控制法可以精確控制空氣流量，從而實現節能環保的目的。

Ahmed Ali S et al.Systems andControl(ICSC),2013 3rdInternationalConference on 29-31 Oct.2013.

編譯：賀蓉