基于雙DSP的天然氣發(fā)動機電子控制單元的開發(fā)

【摘要】：隨著石油資源的枯竭和越來越嚴格的排放法規(guī)，傳統(tǒng)的汽油機和柴油機已不能滿足以后的能源結構的發(fā)展和環(huán)保的要求。目前，由于天然氣開發(fā)的加速，壓縮天然氣存儲技術的發(fā)展，電子技術的快速發(fā)展，天然氣發(fā)動機得到了越來越廣泛的應用。國內的天然氣發(fā)動機發(fā)展相比于國外，在發(fā)動機核心控制技術方面還是有差距的，基于這種情況，對天然氣發(fā)動機的電子控制單元進行研究是很有必要的。 國內天然氣發(fā)動機基本都是汽油機或者柴油機改裝而來的，具有改裝批次多，改裝量少，發(fā)動機型號多等特點，針對這種情況本文中設計了具有一定通用性的天然氣發(fā)動機電子控制單元，所設計的電源模塊、噴氣嘴電磁閥驅動模塊、點火驅動模塊能適應不同的發(fā)動機系統(tǒng)。隨著排放法規(guī)的提高，傳統(tǒng)的節(jié)氣門控制、開關型氧傳感器等已經不能滿足尾氣排放的要求，也不能有效的提升發(fā)動機的性能。因此，本文中設計了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的硬件電路，針對電子節(jié)氣門系統(tǒng)的非線性特性，采用前饋+智能積分PID的控制策略，采用寬域型的氧傳感器接口電路，以實現稀薄燃燒等先進技術。 最后將所設計的控制單元應用到YC6105型柴油機改裝后的天然氣發(fā)動機上，并進行了寬域型氧傳感器、噴氣脈寬、點火提前角、發(fā)動機轉速特性匹配實驗，實驗結果表明，該天然氣發(fā)動機電子控制單元能滿足發(fā)動機的控制需求。 【關鍵詞】：天然氣 發(fā)動機電子控制單元 DSP
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國內外天然氣汽車的發(fā)展現狀10-12
• 1.3 天然氣發(fā)動機電控技術發(fā)展狀況12-13
• 1.4 天然氣發(fā)動機電子控制單元的研究現狀13-14
• 1.5 本文的主要研究內容14-16
• 第二章 天然氣發(fā)動機電子控制單元的硬件設計16-51
• 2.1 需求分析16-17
• 2.2 ECU的總體設計17-22
• 2.2.1 ECU的基本結構17-19
• 2.2.2 ECU設計的原則19-20
• 2.2.3 ECU的總體框架20-22
• 2.3 ECU具體電路設計22-50
• 2.3.1 曲軸/凸輪軸位置傳感器及處理電路22-25
• 2.3.2 溫度信號和氣體壓力信號的處理電路25-27
• 2.3.3 爆震信號與開關量信號處理電路27
• 2.3.4 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的組成及處理電路27-31
• 2.3.5 氧傳感器接口電路31-40
• 2.3.6 點火驅動電路40
• 2.3.7 怠速閥的驅動電路和負壓進氣閥的驅動電路40-41
• 2.3.8 適用于不同噴氣嘴型號的噴氣嘴驅動電路41-44
• 2.3.9 微控制器的選擇44-48
• 2.3.10 電源模塊48-50
• 2.4 本章小結50-51
• 第三章 電子節(jié)氣門的控制策略51-65
• 3.1 電子節(jié)氣門簡介51-52
• 3.1.1 機械式節(jié)氣門與電子節(jié)氣門的對比51
• 3.1.2 電子節(jié)氣門工作原理及優(yōu)點51-52
• 3.2 電子節(jié)氣門體的特性52-57
• 3.2.1 電子節(jié)氣門體的物理特性53-55
• 3.2.2 電子節(jié)氣門體的數學模型55-57
• 3.3 電子節(jié)氣門的控制策略57-64
• 3.3.1 控制策略的選擇57-58
• 3.3.2 前饋控制58-59
• 3.3.3 智能積分PID控制59-63
• 3.3.4 電子節(jié)氣門的前饋+智能積分PID的控制策略63-64
• 3.4 本章小結64-65
• 第四章 控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)65-76
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境65
• 4.2 DSP的開發(fā)流程65-67
• 4.3 發(fā)動機控制系統(tǒng)DSP軟件架構設計67-72
• 4.3.1 DSP硬件外設驅動層68-72
• 4.3.2 功能模塊層72
• 4.4 電子節(jié)氣門控制程序設計72-75
• 4.5 本章小結75-76
• 第五章 ECU硬件實驗76-80
• 5.1 寬域氧傳感器的標定試驗76
• 5.2 噴氣脈寬與點火提前角的標定試驗76-78
• 5.3 6105渦輪增壓式CNG發(fā)動機的匹配試驗78-79
• 5.4 本章小結79-80
• 結論80-81
• 參考文獻81-84
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果84-85
• 致謝85-86
• 附件86

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