涡轮增压柴油机的滑模控制

涡轮增压柴油机的滑模控制

欧5和欧6法规的连续出台不断要求汽车制造商降低车辆排放水平。为了满足新的法规要求，需要在最少燃油消耗和给定的废气及噪声标准之间进行权衡，然后给出一些新的较为复杂的控制方案，为发动机提供合适的转矩。对于现代柴油机，NOx的排放是目前最受关注的排放问题。

为了降低柴油机排放，必须严格控制发动机空燃比（AFR）和废气再循环（EGR）率，使之不断逼近需求值。控制方法通常从软、硬件两个方面出发，例如设计更加复杂精确的控制算法，或者不断改进废气再循环系统和可变涡轮增压器等。采用滑模控制法进行柴油机空气路径的控制。相比于早前的废气再循环PID控制和非线性控制算法，滑模控制更适用于非线性系统，并且由于该控制方法不需要矩阵可逆，因而更适用于解决鲁棒性问题。

所提出的滑模控制器控制目标是调节压缩机流量和排气歧管压力以达到期望值。为此，建立了涡轮增压柴油机（TDE）模型，并通过仿真分析进行验证。仿真结果表明，压缩机的流量和排气歧管压力可以很好地跟随期望值，具有较高的鲁棒性。

未来的工作计划主要是通过高阶滑模控制减少发动机抖振。同时，还将结合故障估计和滑模控制为涡轮增压柴油机设计一个容错控制算法。

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

编译：贺蓉