涡轮增压柴油机的鲁棒与自适应旁通阀控制



涡轮增压柴油机的鲁棒与自适应旁通阀控制

介绍了设有旁通阀的涡轮增压柴油机的先进控制方法。提出了两种不同的方法，用于多变量鲁棒混合灵敏度旁通阀控制和间接输出自适应控制。多变量鲁棒控制器的设计常用于内燃机的控制，很少使用间接自适应控制。介绍了这些控制算法应用于旁通阀控制的优缺点，提出了柴油机非线性模型和线性化控制。

设计并比较了两种不同类型的控制器，即多变量鲁棒控制器和间接自适应控制器。前者常用于柴油机的控制，后者不常用。为了实现第1种控制器的控制作用，建立了发动机均值模型，并对该控制器进行了研发、模拟和比较。尽管多变量结构没有任何特定的益处，但与PID控制器相比，多变量鲁棒控制器性能更好，其价格较高。自适应算法采用的控制器价格与PID控制器相差不大，但响应速度和控制信号更稳定，能够解决小振荡，而针对其会产生的噪声需要进行深入研究。

旁通阀是用于控制通过涡轮排气的流量，从而控制压缩机的功率，反过来控制进气压力。保持进气压力在所需水平，对控制气缸空燃比非常重要。进气压力是由发动机参数和发动机运行工况决定的。进气节流阀、旁通阀、废气再循环（EGR）系统、可变喷嘴涡轮增压器（VGT）以及喷油器，这些都是柴油机控制的重要技术。

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

编译：王亮