渦輪增壓柴油機的滑模控制

渦輪增壓柴油機的滑模控制

歐5和歐6法規(guī)的連續(xù)出臺不斷要求汽車制造商降低車輛排放水平。為了滿足新的法規(guī)要求，需要在最少燃油消耗和給定的廢氣及噪聲標準之間進行權(quán)衡，然后給出一些新的較為復雜的控制方案，為發(fā)動機提供合適的轉(zhuǎn)矩。對于現(xiàn)代柴油機，NOx的排放是目前最受關(guān)注的排放問題。

為了降低柴油機排放，必須嚴格控制發(fā)動機空燃比（AFR）和廢氣再循環(huán)（EGR）率，使之不斷逼近需求值。控制方法通常從軟、硬件兩個方面出發(fā)，例如設(shè)計更加復雜精確的控制算法，或者不斷改進廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和可變渦輪增壓器等。采用滑模控制法進行柴油機空氣路徑的控制。相比于早前的廢氣再循環(huán)PID控制和非線性控制算法，滑模控制更適用于非線性系統(tǒng)，并且由于該控制方法不需要矩陣可逆，因而更適用于解決魯棒性問題。

所提出的滑模控制器控制目標是調(diào)節(jié)壓縮機流量和排氣歧管壓力以達到期望值。為此，建立了渦輪增壓柴油機（TDE）模型，并通過仿真分析進行驗證。仿真結(jié)果表明，壓縮機的流量和排氣歧管壓力可以很好地跟隨期望值，具有較高的魯棒性。

未來的工作計劃主要是通過高階滑模控制減少發(fā)動機抖振。同時，還將結(jié)合故障估計和滑模控制為渦輪增壓柴油機設(shè)計一個容錯控制算法。

SofianeAhmedAlietal. Control&Automation (MED),2012 20th Mediterranean Conference on 3-6 July 2012.

編譯：賀蓉