一种以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法，包括：高压油管的喷油器端安装压力传感器，采集入口压力信号，根据黎曼不变理论确定质量流量变化率与压力变化率的直接关系；基于该关系采用解耦算法求解实时燃油喷射量；构建和训练前馈神经网络，当柴油机启动阶段以及变工况时，利用训练好的前馈神经网络计算当前工况下的喷油持续期；获取PID控制器的初始参数集，利用当前工况下的喷油持续期对初始参数集进行补偿，若补偿后的燃油喷射量与预设喷油目标量的差值小于预设阈值，则由训练好的前馈神经网络和PID控制器的输出叠加决定喷油脉宽。该方法实现缸外测量，且能够实现燃油喷射量精确快速闭环控制。环控制。环控制。

A feed-forward PID closed-loop control method of fuel injection quantity based on the pressure fluctuation of fuel system

【技术实现步骤摘要】
一种以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法


[0001]本专利技术涉及动力能源
，特别涉及一种以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法。

技术介绍

[0002]高压共轨燃油喷射技术在船用直喷式柴油机，柴油引燃双燃料发动机领域有着广阔的应用前景。目前，高压共轨柴油机正朝着高热效率，高喷射压力的方向发展。在极高的喷射压力下，对发动机的瞬态特性的研究和控制成为热点，实现喷油量一致性和各缸工作一致性对燃油喷射控制技术提出了新的挑战。
[0003]发动机是典型的线性时变系统，这对实现发动机的最优控制带来了较大难题。传统的发动机闭环控制中，以转速、扭矩和空燃比等作为反馈量，对提高发动机性能有一定意义，但是没有从燃烧本身出发，发动机无法依据燃烧特征调节控制参数。燃料在缸内燃烧将本身蕴含的化学能转变为驱动曲柄连杆机构往复运动的机械能，燃烧品质的优劣直接影响了发动机的动力性、经济性与和排放指标，直接对喷油量进行观测和控制，可以实现更加直接的快速的控制效果。
[0004]目前，以缸压信号为瞬时反馈信号的闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在高压共轨柴油喷射器的高压油管的喷油器端安装压力传感器，采集入口压力信号；步骤S2，根据黎曼不变理论，将高压共轨端作为等压反射端，将所述入口压力信号作为一维非定常管流，根据声速方程、守恒方程和双曲型偏微分方程理论，确定质量流量变化率与压力变化率的直接关系；步骤S3，基于所述质量流量变化率与压力变化率的直接关系，采用解耦算法求解实时燃油喷射量；步骤S4，构建和训练前馈神经网络，当柴油机启动阶段以及变工况时，利用训练好的前馈神经网络计算当前工况下的喷油持续期；步骤S5，以所述实时燃油喷射量为PID控制器的输入信号，以喷油器电磁阀的喷油脉宽作为输出信号，获得PID控制器的初始参数集；步骤S6，利用所述当前工况下的喷油持续期对所述初始参数集进行补偿，当补偿后的燃油喷射量与预设目标喷油量的差值小于预设阈值时，则由训练好的前馈神经网络和PID控制器的输出叠加决定喷油器的喷油脉宽。2.根据权利要求1所述的以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法，其特征在于，所述质量流量变化率与压力变化率的直接关系为：其中，G为质量流量变化率，P为压力变化率，A为高压油管的截面面积，a为燃油声速。3.根据权利要求1所述的以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：步骤S301，基于所述质量流量变化率与压力变化率的直接关系，当喷油脉宽短，且喷油结束时刻早于反射波回到测量点处的时刻，则通过第一解耦算法求解当前实时燃油喷射量；步骤S302，当反射波在喷射过程中可回到测量点处，且针阀在喷射过程中没有运动到最大限位处，则过第二解耦算法求解当前实时燃油喷射量；步骤S303，基于所述质量流量变化率与压力变化率的直接关系，当针阀在喷射过程中达到最大限位处，则通过第三解耦算法求解当前实时燃油喷射量。4.根据权利要求3所述的以燃油系统压力波动为输入的燃油喷射量前馈PID闭环控制方法，其特征在于，所述第一解耦算法为：其中，m为当前实时燃油喷射量，A为高压油管的截面面积，a为当前燃油声速，t0为喷油器激励电流起始时刻，t
c
为激励电流结束时刻，P
t...

【专利技术属性】
技术研发人员：董全，周谈庆，王迪，杨晰宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：