基于模糊控制的涡轮增压柴油机空气路径确定

基于模糊控制的涡轮增压柴油机空气路径确定

发动机的控制目标是根据燃油需求和发动机转速来调节新鲜空气和废气再循环率。目前最常用的柴油机控制方法是PID控制，但这种控制方法的鲁棒性较差。而其它控制方法则都有一个共同的缺点，即无法直接纳入性能指标和状态约束。采用模糊控制方法是目前发动机控制领域的新趋势，该方法可以描述发动机的不同状态，从而提高发动机控制性能。

研究了装有废气再循环系统以及涡轮增压器的柴油机进、排气系统建模和控制方法，目标是精确控制空气流量，以此来减少污染物颗粒的排放以及燃油消耗。图1所示为所研究的柴油机进、排气系统。

柴油机中的压缩机和变截面增压器连在同一根轴上。压缩机由涡轮机来提供动力，而涡轮机则从废气中获取能量。进气歧管中的新鲜空气与燃油气体的混合物被吸入气缸，与喷入气缸的燃料混合并燃烧，产生作用在曲柄上的转矩。燃烧后的废气则通过废气泵进入排气歧管。一部分废气通过涡轮排出，另一部分则通过再循环进入进气歧管。

基于该系统建立了T-S模糊模型，来表示非线性系统柴油机。基于T-S模糊模型设计了模糊观测器以及控制器。采用两步法来计算控制器及观测器的增益。通过单步法对整个设计过程进行了简化，并给出了单步的控制器及观测器增益。数值模拟结果表明，采用单步模拟控制法可以精确控制空气流量，从而实现节能环保的目的。

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

编译：贺蓉