汽车发动机Lambda闭环反馈控制研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文汽车发动机Lambda闭环反馈控制研究姓名：黄剑斌申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：于殿勇20050601哈尔演工业大学工学硕士学位论文摘要本论文以四冲程发动机为研究对象，系统地阐述了汽车电子顺序喷射发动机丑(Lambda)闭环反馈控制器的研究工作。首先，在参阅大量文献的基础上，进行深入的理论分析，总结旯闭环反馈控制存在四个主要问题：延时给系统强加的带宽限制，噪声干扰，氧传感器非线性和油膜现象。针对两种不同的氧传感器，分别建立相应的PI控制器。在所建立的Pl控制器中，针对上述四个主要问题，根据均值发动机数学模型，分别建立相应有效的控制策

2、略，包括均值Butterworth数字滤波器，非线性氧传感器信号离散化和油膜补偿器。建立实验并验证控制器策略的有效性，实验分成两部分：其一，建立延时仿真试验台，应用相应氧传感器的控制器进行仿真控制，结果证明在此平台上两种氧传感器的控制方法都能得到理想的控制精度，实现控制算法的初步验证；其二，建立三缸电子顺序喷射发动机台架监测系统，采集BOSCH公司电子控制单元的各传感器信号。在后期试验数据分析中，截取一段理想的控制数据，将氧传感器数据作为控制器输入，在MATLAB中比较控制器输出(即喷油脉宽)与试验所采集的喷油脉宽，得到两喷油脉宽较为理想地吻合，迸一步验证了算法的有效性。发

3、动机五闭环反馈控制是汽车电喷系统中重要的一支，经过一系列理论和实验证明，本控制器将可能应用于汽车电喷系统。关键词电子喷射；空燃比；发动机监测系统；均值发动机模型；非线性控制AbstractThispapermainlymakesresearchonLambdafeedbackcontrolinanSparkIgnitionenginewith4-strokes．andprovesitbyexperiment，Severalaspectsofthispaperareinspiredbydiscussionsasfollows：First，onthebasisofconsult

4、ingalotofdocuments，Igodeepintoacademicstudyandresearch,andsumupfourmainlyproblemsintheZfeedbackcontr01．Fourmainlyproblemsal'einclude：BandwidthLimitationsimposedbyTimeDelays，,InterruptNoise，NonlinearCharacteristicofExhaustGasOxygenandFuelFilmProblem．InordertomeetwithtwotypeExhaustGasOxygens

5、ensors，IhaveestablishedcorrespondingPIcontrollers．ConsideringofthefourmainlyquestionsaboveandbasedonMeanValueEngineModels，Iestablishthevalidcontrolstrategy,whichincludeMeanandButterworthfilters，getdiscretesignalsfromSwitch-type．HeatedExhaustGasOxygenanddevisethefuelfilmcompensation．Aseries

6、ofexperimentsarePerformedtotestoutthevalidnessofPIcontrollers．Experimentsaredividedintotwoparts．Fortheonepart，Ihavedesignedasimulationtest-bedwimtime—delay．Inthesimulationtest-bed．IcarryouttheexperimentswithtwotypesExhaustGasOxygensensors’controllers．Then，Ipreliminaryprovebothtypecontrolle

7、rstobeeffective，bywhichcanbegotidealprecision；Foranotherpart，wehavedesignedabenchtestsystemfor3·jarsequentialmultipleinjectionnaturegasengine，andsampledatafromtheBOSCHElectricalControlUnitsensorsinrealtimebenchtestsystem．Inthesequencedataanalysis，Icutapartofex