柴油機燃燒和污染物排放的級聯(lián)控制

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柴油機燃燒和污染物排放的級聯(lián)控制

將發(fā)動機NOx、PM排放控制器與主燃燒控制器結合起來，內(nèi)部燃燒級聯(lián)控制器能夠有效減少對燃燒所產(chǎn)生的影響。這些影響一部分來源于外循環(huán)控制變量，另一部分是柴油機產(chǎn)生的擾動造成的。在較寬的發(fā)動機工作范圍內(nèi)對其魯棒穩(wěn)定性進行了分析。

提出一個時間離散、多變量的燃燒中心控制器，其被集成在一個級聯(lián)控制排放的結構中，作為內(nèi)部控制回路。這種級聯(lián)控制具有以下優(yōu)點：①對燃燒反饋控制能夠消除氣體路徑偏離、元件老化、不同燃料質量、不同環(huán)境條件對平均指示壓力（IMEP）和燃燒中心（CoC）所產(chǎn)生的影響；②內(nèi)環(huán)控制減少了由排放控制器操縱的燃燒時間產(chǎn)生的IMEP偏差；③具有指定控制變量的級聯(lián)型燃燒控制器可作為反饋回路燃燒特性的擴展基礎。

試驗結果表明，級聯(lián)控制結構對于控制PM和NOx的排放、跟蹤燃燒特性都是很有潛力的。此外，魯棒性分析表明，本文所提出的級聯(lián)控制排放在很大的工作范圍內(nèi)都表現(xiàn)出了較好的魯棒穩(wěn)定性。

對燃燒特性的控制是通過內(nèi)嵌的在線分析儀來實現(xiàn)的，該分析儀已經(jīng)被用來進行各種燃燒特性的實時估計。對柴油機運行狀況做進一步改進將是對燃燒控制回路的擴展，增加控制變量如最大熱釋放速率、點燃時間等。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2014年第29期

作者：Frédéric Tschanz et al

編譯：王維