涡轮增压汽油机径向涡轮的面向控制建模

涡轮增压汽油机径向涡轮的面向控制建模

针对涡轮增压汽油机的涡轮机，提出了一种基于面向控制的旨在预测涡轮机主要参数的模型。将涡轮机模拟为带有两个喷嘴的腔体，且其两个喷嘴的压力比不同。在此假设基础上，提出了一种非线性估计算法，以确定这两个压力比之间的关系。通过在一个1.7L汽油机上采集持续稳定状态下的数据进行试验验证。试验结果表明，建立的模型可以用于预测涡轮机的质量流量，平均误差为1.4%。另外，设计了一个非线性观测器，以观测涡轮增压机的非测量数据。对所设计的观测器进行了测试，结果表明，观测器可用来估计涡轮转子转速、压缩机上方的流量及压缩器下游的温度。

研究所用发动机为4缸汽油机，其有一系列传感器，可以用来测量转子转速和温度；发动机与同步测功机相连，用来测量转速等信息。

建立了涡轮机模型，并提出了涡轮机的重要参数（喷油嘴有效面积和涡轮机效率）的估计算法。计算结果表明，参数估计比传统查表法得到的结果误差更小。建立了涡轮增压器的非线性观测器以估计其参数，如转子转速、压缩机空气流量及压缩机下游温度。通过对比观测器估计结果与实测结果，发现二者具有很高的一致性，表明观测器的设计是合理的。

R.Salehi et al.American Control Conference（ACC），17-19 June 2013.

编译：白鸽