渦輪增壓柴油機的魯棒與自適應旁通閥控制

?

渦輪增壓柴油機的魯棒與自適應旁通閥控制

介紹了設有旁通閥的渦輪增壓柴油機的先進控制方法。提出了兩種不同的方法，用于多變量魯棒混合靈敏度旁通閥控制和間接輸出自適應控制。多變量魯棒控制器的設計常用于內燃機的控制，很少使用間接自適應控制。介紹了這些控制算法應用于旁通閥控制的優缺點，提出了柴油機非線性模型和線性化控制。

設計并比較了兩種不同類型的控制器，即多變量魯棒控制器和間接自適應控制器。前者常用于柴油機的控制，后者不常用。為了實現第1種控制器的控制作用，建立了發動機均值模型，并對該控制器進行了研發、模擬和比較。盡管多變量結構沒有任何特定的益處，但與PID控制器相比，多變量魯棒控制器性能更好，其價格較高。自適應算法采用的控制器價格與PID控制器相差不大，但響應速度和控制信號更穩定，能夠解決小振蕩，而針對其會產生的噪聲需要進行深入研究。

旁通閥是用于控制通過渦輪排氣的流量，從而控制壓縮機的功率，反過來控制進氣壓力。保持進氣壓力在所需水平，對控制氣缸空燃比非常重要。進氣壓力是由發動機參數和發動機運行工況決定的。進氣節流閥、旁通閥、廢氣再循環（EGR）系統、可變噴嘴渦輪增壓器（VGT）以及噴油器，這些都是柴油機控制的重要技術。

Sergey Samokhin et al. 2014 American Control Conference (ACC), USAJune 4-6 ,2014.

編譯：王亮