The invention discloses a robust nonlinear control method of engine advanced air management system, physical model first establishes the representation of modern engine air system, which can be used effectively in various conditions (including transient and steady-state control system) EGR turbocharging system and the intake system so that after the solar term door, air compressor air the flow of exhaust pipe and cylinder pressure as close as possible to a desired target value; and then design the control strategy considering the nonlinear robust control method to improve the control accuracy, air system improve transient performance and robustness response. The method of the invention is easy to be realized and can significantly improve the control of the modern engine air system.
【技术实现步骤摘要】
一种发动机先进空气管理系统的鲁棒非线性控制方法
本专利技术涉及发动机控制领域，具体是一种发动机先进空气管理系统的鲁棒非线性控制方法。
技术介绍
随着发动机理论和技术的不断发展，废气再循环(EGR)系统已经成为现代发动机中的重要组成部分。在现代发动机排出的废气中，通常含有大量的氮氧化合物(NOx)，它是造成大气污染的一个主要来源。利用EGR系统，现代发动机产生的一部分废气被送回气缸。由于再循环废气具有惰性，因此它将会延缓燃烧过程，使燃烧速度有所减慢，进而导致燃烧室中的温度降低，从而有效地减少氮氧化合物。另外，提高废气再循环率会使总的空气流量降低，因此废气排放中总的污染物输出量将得以减少。在配备有EGR系统的现代发动机中，瞬态过程中的废气再循环EGR率与进入发动机的新鲜空气的匹配关系，是现代发动机空气系统的瞬态过程排放的关键。为此，很多现代发动机采用涡轮增压系统来加快瞬态过程中空气系统的响应。此外，涡轮增压系统还可以提高现代发动机的动力性能、改善燃烧，它是现代发动机中的重要组成部分之一。例如，可变截面涡轮增压器(VGT)是一种常见的涡轮增压系统。涡轮增压系统本质上是一...
【技术保护点】
一种发动机先进空气管理系统的鲁棒非线性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立面向空气系统控制的非线性平均值物理模型；各字符和字符串的含义为：uvgt：VGT阀开度、uegr：EGR阀开度、uthr：节气门阀开度、Wc：通过压气机的空气质量流量、Wt：通过增压器透平的排气质量流量、Wthr：通过节气门的空气质量流量、Wegr：通过EGR阀的排气质量流量、Wexh：气缸排气质量流量，Wexh＝Wint+Wf；Wvgt：通过VGT阀的排气质量流量、Wint：进入气缸总的质量流量、Wf：气缸燃油喷射质量流量、pc：压气机出口压力、pamb：大气环境压力、pint：气缸进气...
【技术特征摘要】
1.一种发动机先进空气管理系统的鲁棒非线性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立面向空气系统控制的非线性平均值物理模型；各字符和字符串的含义为：uvgt：VGT阀开度、uegr：EGR阀开度、uthr：节气门阀开度、Wc：通过压气机的空气质量流量、Wt：通过增压器透平的排气质量流量、Wthr：通过节气门的空气质量流量、Wegr：通过EGR阀的排气质量流量、Wexh：气缸排气质量流量，Wexh＝Wint+Wf；Wvgt：通过VGT阀的排气质量流量、Wint：进入气缸总的质量流量、Wf：气缸燃油喷射质量流量、pc：压气机出口压力、pamb：大气环境压力、pint：气缸进气压力、pexh：气缸排气压力、pt：增压器透平出口排气压力、Tamb：大气环境温度、Tc：压气机空气出口温度、Tt：增压器透平入口端排气温度、Tint：气缸进气温度、Texh：气缸排气温度、Tegr：EGR阀出口排气温度、Tthr：节气门出口空气温度、Vc：压气机出口与节气门之间进气歧管容积、Vext：排气歧管容积；ωt增压器转速、Jt：增压器轴转动惯量、Pt：增压器透平功率、Pc：增压器压气机功率、ηm：增压器效率、ηc：压气机效率、ηt：透平效率、cp：增压器压力比热容、cp：增压器容积比热容、R：气体常数、γ：比热容比值、Vint：进气歧管容积、ηthr,c：进气中冷器效率、ηegr,c：EGR冷却器效率、ηe：气缸进气流量系数、Vd：发动机气缸排量、和分别是压气机进气流量目标值、气缸排气管压力目标值和气缸进气管进气压力目标值；现代发动机空气系统状态方程为：1)气缸进气管进气压力：2)压气机出口压力：3)气缸排气管压力：4)增压器转子动力学：其中，涡轮机流量：涡轮机功率：压气机流量：压气机功率：通过EGR阀的流量：通过节气门的流量：且有：Tthr＝(1-ηthr,c)Tc+ηthr,cTcool、Tegr＝(1-ηegr,c)Texh+ηegr,cTcool、其中：Cd(uegr)：EGR阀等效流通面积、Cd(uthr)：节气阀门等效流通面积、Ra：进气混合器气体常数、ηe：发动机进气效率、Vd：发动机排量；将pamb、Tamb当作常值，则根据涡轮增压器准稳态特性曲线知：流经压缩机的空气流量Wc是压气机出口压力pc与涡轮转速ωt的函数，即Wc＝Wc(ωt,pc)；由此得到：其中：Δc表示发动机空气系统的动态干扰源，即未被建模的动态特性，具体是：|Δc|≤ε，ε为常数；将增压器转子动力学与压气机出口压力关系代入到式中，得到其中：
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