汽油发动机考虑传输延时的瞬态空燃比控制策略研究

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目汽油发动机考虑传输延时的瞬态空燃比控制策略研究作者姓名王志静学位类别工程硕士指导教师焦晓红教授2016年5月中图分类号：TP273学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文（工程设计）汽油发动机考虑传输延时的瞬态空燃比控制策略研究硕士研究生：王志静导师：焦晓红教授副导师：谢静梅工程师申请学位：工程硕士工程领域：控制工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinControlEngine

2、eringTRANSIENTAIRFUELRATIOCONTROLSTRATEGYCONSIDERINGTRANSPORTTIMEDELAYFORGASOLINEENGINEbyWangZhijingSupervisor：ProfessorJiaoXiaohongYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《汽油发动机考虑传输延时的瞬态空燃比控制策略研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部

3、分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《汽油发动机考虑传输延时的瞬态空燃比控制策略研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可

4、以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要为了缓解汽车尾气排放对环境造成的污染，获得理想的发动机的动力性能，减少燃油的消耗量，发动机空燃比的精确控制成为国内外学者研究的热点问题之一。端口喷发动机由于其复杂的物理结构，运行特性和时间延迟的存在使得瞬态工况下的空燃比的精确控制难以实现。本文以端口喷汽油点火发动机为对象，研究了瞬态工况下的空燃比控制问题。主要研究内

5、容包括：首先通过分析端口喷汽油点火发动机的工作原理和瞬态工况下气路、油路动态以及空燃比的测量动态，设计了自适应空燃比控制器。主要针对由于测量传感器的位置导致的时变延时，以及由于废气氧传感器的老化，进气量的改变，燃油膜补偿造成的参数不确定性等因素对空燃比的控制精度的影响设计燃油喷射反馈控制器。通过进一步分析发动机空燃比的动态特性，设计了改进的自抗扰空燃比控制器。除了考虑系统中的延时，进气量的改变以及传感器的老化等问题，针对瞬态工况下发动机转速和进气歧管压力的变化，负载转矩的扰动，燃油膜蒸发过程中参数的改变对空燃比动态的影响

6、，构造了扩张状态观测器，对系统进行扰动补偿，进一步改善空燃比的暂态性能。为了能够更加真实地验证所设计控制器在工程应用中的有效性，本文采用了由SICE学会和丰田汽车研究部门开发的发动机仿真模型进行仿真实验。分析了两种控制器在发动机处于不同工况下对空燃比的控制效果，并与传统的PI控制器的控制性能进行对比，通过仿真结果分析总结了所提出控制算法的优势和不足。关键词：端口喷汽油发动机；瞬态空燃比控制；时间延迟；自适应控制；自抗扰控制-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractInordertoalleviatetheautomo

7、bileemissionpollutiontotheenvironment,reducefuelconsumption,theissuesoftheaccuratecontroloftheair-fuelratioforthesparkignitionengineturnsouttobeahotspotthatthescholarsresearching.Asthecomplexphysicalstructure,theoperatingcharacteristicsandtheexistenceofthetimedel

8、ayofthepotinjectionengine,theprecisecontroloftheair-fuelratioundertransientconditionsisdifficulttoachieve.Theobjectofthispaperistoregulatetheairfuelratioforthe