船用柴油机高压共轨系统建模与控制策略研究

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1、上海交通大学硕士学位论文船用柴油机高压共轨系统建模与控制策略研究硕士研究生：张和牧学号：1120109106导师：张维竞教授、王俊雄副教授申请学位：工学硕士学科：轮机工程所在单位：船舶海洋与建筑工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterMODELINGANDCONTROLLERDESIGNOFHIGHPRESSURECOMMONRAILSYSYTEMFORMARIENDIESELENGINECandidate：Zhan

2、gHemuStudentID:1120109106Supervisor：Prof.ZhangWeijing、AssociateProf.WangJunxiongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MarineEngineeringSchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilAffiliation：EngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniver

3、sity上海交通大学硕士学位论文摘要本文以RT-fl48T-D型船用低速柴油机为对象，开展共轨燃油系统分析和研究工作。首先分析了该型柴油机液压控制系统的工作原理，并建立RT-flex48机型的共轨燃油系统的数学模型。经过对数学模型的简化，选用了适合于该模型的实时算法，以使模型可以达到实时性要求，并用Simulink实现相应的仿真程序。然后将模型代码下载至NI快速原型设备上，构成一个有硬件组成半物理燃油仿真系统。其次，研究编写了该机型高压燃油系统的控制算法，并利用NI快速原型设备FPGA+MCU的架构特点，将控制算法快速部署到硬件设备中，形成一个燃油控制系统。RT-fle

4、x48机型控制算法与传统的高压共轨柴油机控制方法有较为明显的区别，喷油量的控制不再依赖于喷油脉宽Map图，而喷油正时的修正也在柴油机运转过程中进行闭环控制。对该机型控制算法的研究是一项重要的技术积累，为国产大型低速柴油机研发提供有效帮助。最后采用Simulink离线仿真技术，研究了RT-flex燃油系统关键部件的动态特性，分析其主要影响因素。同时将本文所完成燃油系统控制器与半物理燃油系统输入输出接口对接，构成一个闭环的实时测试系统，利用该系统测试了喷油量和轨压控制等性能效果，证实了控制算法合理、可靠，控制效果良好。关键词:低速柴油机；高压共轨；半物理仿真；控制算法；I上

5、海交通大学硕士学位论文AbstractOnbasisofRT-flex48T-Dmarinelow-speeddieselengineproducedbyWärtsiläCompany,thethesisresearchesonitscommon-railfuelinjectionsystem.Firstlytheworkingprincipleofitswholehydrauliccontrolsystemisintroducedinthethesis.AndamathematicalmodelofRT-flex48’shighpressurecommon-rails

6、ystemisestablished.Tosatisfythereal-timerequest,themathematicalmodelissimplifiedandanappropriatereal-timecalculationmethodisused.Thesimulationprogramofthecommon-railfuelinjectionsystemwhichisdevelopedwithSimulinkisdownloadedtotherapidprototypingdeviceNICompanyproduced.Bywayofsuchmethod,a

7、virtualfuelsystemmadeupofsoftwareandhardwareisbuilt.Secondly,thethesisproposescontrolalgorithmforthehigh-pressurefuelsystemofRT-flex48T-Donthebasisofdeepresearch.AndthecontrolalgorithmisrapiddeployedontherapidprototypingdevicecomposedofFPGAandMCUforpurposeofcontrollerdesi