基于gtpower与simulink的发动机及其控制系统仿真

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1、第20卷第16期2008年8月系统仿真学报@JoumaIofSystemSimulati蚰、，01．20No．16Aug．，2008基于GT_power与Simulink的发动机及其控制系统仿真王银燕，杜剑维，王贺春，石凡(哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨150001)摘要：为了减少发动机控制系统的开发时间和费用，建立了基于GT．power与MATLAB／simuUnk的联合仿真环境，并在此之上建立了相继增压柴油机的模型。仿真结果与试验数据进行了对比，证明该仿真模型适用于相继增压控制系统开发．在此基础之上，进行了相继增压切换仿真，分析了该仿真平台对于发动机控

2、制系统设计的意义．关键词：发动机；相继增压；G，r-power；MATAI，AB／sinmlillk；系统仿真中图分类号：TP391．9；n“13．5文献标识码：A文章编号：1004．731X(2008)16-4379．03SimulationofEngineandControlSystemBasedonG1’-powerandSimuUnk黝ⅣGM玎埘疗，DU觑疗一聊f，黝ⅣG胁一c办“门，·S!l啪励刀(coIlegeofPower粕dEneq科Enginee血g，HarbjnEngin嘲曲gUniV啪咄Harbin15000l，chiIm)Abstract：h

3、lordertoreducet11edeVel叩m％tt蚰e柚d∞stof饥百necon仃olsysteⅡ塔，∞聊6切口打册占fm甜，口肋珂明V蛔月胁狮fbdsedonMATLAB／SimHlinkn砌GT-powerwnshiltnndnco—si"mldtionmdet《aseqtlentinlttlrbochargingdiesel棚gtnew船部细6，西^以Thesi删lati∞resultswerecomparcdwithexperim％ts，and打妇pmwd纳耐肪已cD咕拥甜肠ffD厅所Dd音，妇stli

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6、mrbochargingsystemw∞simulnled．nndmesig啦孬cdnce碍thissimtll口lionpln咖rmwnSdnn

7、yzedtomedesign可eng讯econ臼Ⅺlsystem．Keywords：∞gine；∞qu∞tialtLⅡbocha咖g；GT-powcr；MA：兀，AB／SiInulilll【；systemsinmlation引言研究更加具有实际意义·随着发动机各种新兴技术的不断发展，发动机的电控技术发展极为迅速，日趋复杂，因此需要在发动机研发

8、中降低控制系统的研发时间与成本，这样亦可加速发动机的研发进程。在建立控制系统模型时，需要建立柴油机模型来检验控制策略。发动机控制系统模型多在MA：兀，AB／SimuliIll【中建立[1】，然而基于该平台的发动机模型12卅，往往进行了诸多假设，有些只能够反映发动机部分参数在控制策略执行时的变化趋势。然而控制器实物与实际发动机联合运行时，往往会出现一些没有预料到的问题，从而需要修改控制策略，重新加工控制器。如果能够建立一个能够更全面地反映发动机性能的模型，则可以大大降低控制系统开发的时间与成本。而GT-power是一个专业进行发动机仿真的软件，由该软件建立的发动机模型

9、便可以满足上述要求。因此，对发动机及其控制系统进行了基于MATLAB／Simulinl【与GT-powcr的联合仿真。相继增压是一种提高柴油机低工况性能、降低柴油机油耗和排放的新兴技术【5-8】，该技术多应用于大功率柴油机中【9】，试验成本很高，因此，应用联合仿真平台对其进行仿真收稿日期：2007—04．10修回日期：2007．06．08基金项目：相继增压新技术研究(40101040103)作者介绍：王银燕f1961．1，女，黑龙江人，教授，博导，研究方向为内燃机工作过程及增压；杜剑维(1982．)，男，河北人，博士生，研究方向为内燃机工作过程及系统仿真与控制；王贺

10、春(1979一)，男，河北人，讲师，研究方向为内燃机相继增压技术及其电控；石凡(198l一)，男，湖南人，博士生，研究方向为内燃机工作过程及增压。1柴油机及其增压系统模型1．1GT-power简介柴油机及其增压系统应用GT．pow盯软件进行建模仿真。GT-suITE系列软件是美国Q衄mTcchnolo画es公司开发的汽车仿真分析软件，其组成部分GT-pow盯是专业进行发动机性能仿真的软件，它是基于管内一维流动和缸内容积法进行计算分析的，适合于模拟分析各种发动机的性能。GT-power是一个模块化的仿真软件，包括了发动机的传热模型、燃烧模型以及发动机的各个组成部分