基于模型的天然氣發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制研究

【摘要】： 本文采用基于模型的開發(fā)設(shè)計方法對天然氣發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先,研究天然氣發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制理論,推導(dǎo)點火提前角、空燃比和節(jié)氣門開度三個控制參數(shù)與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。在不同發(fā)動機工況下,分析三個控制參數(shù)的調(diào)節(jié)方法以及它們之間的關(guān)系,為建立控制策略模型提供依據(jù)。 然后,利用Matlab/Curve Fitting Tool工具箱對傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,建立溫度和壓力等傳感器模型;通過原理分析建立位置傳感器模型,使物理信號和傳感器電壓信號對應(yīng)。將天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)分為操縱意圖、轉(zhuǎn)矩控制、底層驅(qū)動三個相互關(guān)聯(lián)的功能模塊,為建立控制系統(tǒng)模型奠定基礎(chǔ)。利用Matlab/Simulink/Stateflow實現(xiàn)控制系統(tǒng)模型。經(jīng)過信號有效性檢測和處理模型得到可信的傳感器信號用于發(fā)動機狀態(tài)的識別和控制策略計算,分工況建立控制策略模型,控制點火提前角、空燃比和電子節(jié)氣門開度。 最后,建立天然氣發(fā)動機模型用于驗證和確認(rèn)所建立的控制策略模型的可行性和正確性,離線仿真結(jié)果表明所建立的模型符合控制系統(tǒng)要求。利用Matlab/RTW技術(shù),將模型寫入MACS565汽車快速原型開發(fā)系統(tǒng)主控制器中,進(jìn)行在環(huán)仿真測試和驗證,并建立初始MAP圖的標(biāo)定模型。 采用基于模型的開發(fā)設(shè)計方法能夠增加開發(fā)過程的靈活性,減少開發(fā)時間提高工作效率。 【關(guān)鍵詞】：控制系統(tǒng)模型 天然氣發(fā)動機 轉(zhuǎn)矩控制 模型驗證 MACS565
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK470
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 1 概述8-23
• 1.1 天然氣汽車的發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.2 天然氣發(fā)動機研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 基于模型的開發(fā)設(shè)計方法12-17
• 1.4 基于轉(zhuǎn)矩的發(fā)動機控制研究現(xiàn)狀17-20
• 1.5 課題主要來源和研究的意義20-23
• 2 基于轉(zhuǎn)矩的天然氣發(fā)動機控制原理23-34
• 2.1 轉(zhuǎn)矩控制原理23-28
• 2.2 基于轉(zhuǎn)矩的電控系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法28-29
• 2.3 控制策略29-33
• 2.4 本章總結(jié)33-34
• 3 天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的模型34-50
• 3.1 天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)組成34
• 3.2 傳感器模型34-42
• 3.3 執(zhí)行器模型42-45
• 3.4 天然氣發(fā)動機控制系統(tǒng)模型45-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 基于Matlab/Simulink/Stateflow的控制器模型50-71
• 4.1 傳感器信號有效性診斷模型50-57
• 4.2 發(fā)動機狀態(tài)的識別57-59
• 4.3 操作意圖協(xié)調(diào)模型59-61
• 4.4 主控制器模型61-66
• 4.5 底層驅(qū)動模型66-70
• 4.6 本章小結(jié)70-71
• 5 控制器模型的仿真確認(rèn)與驗證71-81
• 5.1 天然氣發(fā)動機模型71-76
• 5.2 模型確認(rèn)和驗證結(jié)果76-80
• 5.3 本章小結(jié)80-81
• 6 基于MACS565的模型在環(huán)仿真81-91
• 6.1 MACS565快速原型系統(tǒng)及其組件81-83
• 6.2 在環(huán)驗證模型83-84
• 6.3 驗證結(jié)果84-87
• 6.4 標(biāo)定系統(tǒng)模型87-90
• 6.5 本章結(jié)論90-91
• 7 總結(jié)與展望91-93
• 7.1 本文總結(jié)91
• 7.2 本文展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 附錄97-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要研究工作100-104
• 致謝104

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