The invention discloses a control method for stable operation process of a free piston engine, which includes real-time monitoring of pressure and displacement signals in the cylinder of the free piston engine, control of the end point of the compression stroke by using iterative learning algorithm based on the cylinder pressure and displacement signals of the controller, and control of the peak combustion pressure in the cylinder when the engine works in the expansion stroke. Force estimates the energy generated by the current cycle combustion; according to the estimated current cycle combustion energy, the current cycle expansion stroke motor power generation is given to ensure that the piston assembly can move to a predetermined position under the influence of random combustion cycle fluctuations to start the next cycle. The control method of the invention can overcome the inherent combustion cycle fluctuation of the gasoline internal combustion engine and ensure the continuous and stable operation of the free piston engine.
【技术实现步骤摘要】
一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法
本专利技术属于活塞发动机
,特别涉及一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法。
技术介绍
自由活塞发动机作为一种新型的能源动力装置,其发展潜力巨大,可以用于混合动力汽车、增程式电动车等多种动力场合,有着广阔的市场潜力。自由活塞发动机通常有单活塞式、双活塞式和对置活塞三种结构,其主体部分由内燃机、电机组成,单活塞式自由活塞发动机还包含回复装置。单活塞式自由活塞发动机的具体结构如图1所示,其机械结构通常由扫气室6、活塞组件7、燃烧室8、点火线圈9和喷油嘴10的内燃机部分、电机部分5以及回复装置4组成。由于汽油机喷油量波动这一固有特性,发动机稳定运行时的燃烧循环波动是无法避免的。常规的内燃机由于有飞轮这样的储能装置以及曲柄连杆机构的约束,活塞的运动较为固定,这些扰动无法对活塞的运动造成影响。但是自由活塞发动机取消了曲柄连杆及飞轮结构,活塞的运动较为自由,容易受到来自缸内循环燃烧波动的干扰,造成自由活塞发动机运动失稳,难以实现连续稳定运行。目前,由于循环燃烧波动造成的难于稳定运行是导致自由活塞发动机未曾大规模商业化应用的主要困难之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法,能够保证自由活塞发动机连续稳定运行,有效提高自由活塞发动机工作稳定性。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法,包括以下步骤:10)采集发动机信号:实时监测缸内压力信号和活塞位移信号,具体包括:11)实时监测缸内压力信号和活塞位移信号;12)根据活塞位移信号求导计算得到活 ...
【技术保护点】
1.一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法,其特征在于,包括以下步骤:10)采集发动机信号:实时监测缸内压力信号和活塞位移信号,具体包括:11)实时监测缸内压力信号和活塞位移信号;12)根据活塞位移信号求导计算得到活塞运动的速度;20)控制压缩冲程终点:以上一循环电机发电量为基础,以上一循环与本循环压缩冲程起点差、上一循环与预定压缩冲程终点差两个量为参考,采用迭代学习控制算法对压缩冲程终点进行控制,具体包括:21)根据活塞位移信号比较当前循环压缩冲程起点和上一循环压缩冲程起点并得到上一循环与本循环压缩冲程起点差;22)根据活塞位移信号比较预定的压缩冲程终点和上一循环的压缩冲程终点得到上一循环与预定的压缩冲程终点差;23)以上一循环膨胀冲程发电量为基础,以根据活塞位移信号得到的上一循环与本循环压缩冲程起点差、上一循环与预定压缩冲程终点差为参考,通过迭代学习控制算法给出本循环压缩冲程发电量,控制器不断计算本循环压缩冲程的实际发电量,并与之前给出的目标发电量进行比较,当实际发电量达到预定的发电量时,电机终止发电,使活塞能够到达预定的压缩冲程终点目标位置;24)对活塞运动的速度进行判断,若反向 ...
【技术特征摘要】
1.一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法,其特征在于,包括以下步骤:10)采集发动机信号:实时监测缸内压力信号和活塞位移信号,具体包括:11)实时监测缸内压力信号和活塞位移信号;12)根据活塞位移信号求导计算得到活塞运动的速度;20)控制压缩冲程终点:以上一循环电机发电量为基础,以上一循环与本循环压缩冲程起点差、上一循环与预定压缩冲程终点差两个量为参考,采用迭代学习控制算法对压缩冲程终点进行控制,具体包括:21)根据活塞位移信号比较当前循环压缩冲程起点和上一循环压缩冲程起点并得到上一循环与本循环压缩冲程起点差;22)根据活塞位移信号比较预定的压缩冲程终点和上一循环的压缩冲程终点得到上一循环与预定的压缩冲程终点差;23)以上一循环膨胀冲程发电量为基础,以根据活塞位移信号得到的上一循环与本循环压缩冲程起点差、上一循环与预定压缩冲程终点差为参考,通过迭代学习控制算法给出本循环压缩冲程发电量,控制器不断计算本循环压缩冲程的实际发电量,并与之前给出的目标发电量进行比较,当实...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐照平,刘东,刘梁,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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