氢燃料发动机电控单元开发与怠速控制策略的研究

将一款汽油机改造成氧燃料发动机,主要是改装了燃料供给系统,加装了电子节气门等部件,并设计了氢燃料发动机电控单元的硬件和软件.对怠速工况下回火现象的生成机理进行理论分析,研究了氢燃料发动机怠速控制策略.用增量式PID控制算法进行怠速稳定性研究,确定其比例系数、积分系数以及控制周期,得到最佳的PID控制参数,实现怠速的稳定控制.通过大量的怠速试验,优化了各种控制参数,包括电子节气门开度、点火提前角、点火闭合角、氢气喷气正时等,达到优化控制的目标.     

小排量汽油机电控管理系统怠速稳定性研究

开发了发动机电控管理系统,通过研究怠速工况下各个时段的不同特征,分析了怠速稳定性控制要素和怠速排放要求;结合专家控制系统、变参数PID控制、预测控制、怠速自适应控制,研究了汽油机怠速控制的各种先进控制策略。采用不同的先进控制算法对怠速工况的控制进行试验调试,对各个控制参数进行精确整定。根据不同的外在负荷对怠速工况进行优化控制,同时采用调节点火提前角实现扭矩波动平衡控制,实现了发动机的怠速最佳稳定控制。     

LPG发动机怠速控制的研究

以LPG发动机的怠速控制为研究对象，提出了模糊智能积分PID复合控制方法，并将控制算法在80C196KC为主控制单元、TMS320C5402DSP为辅助计算单元的ECU上实现。在轿车单一LPG气态进气道顺序喷射发动机上进行了试验研究，试验结果表明该控制方法既具有较小的稳态偏差又具有较好的动态特性。     

基于工况试验的电控发动机燃油系统诊断

为研究电控发动机燃油闭环反馈系统的故障机理及诊断方法,文章采用基于工况试验的方法并搭建模拟发动机实际工况的试验平台,研究氧传感器正常或断开状况对发动机工作性能的影响。试验结果表明,当发动机燃油系统失去氧传感器的闭环控制后,油耗增加,同时有害排放物明显增加。氧传感器在燃油系统闭环控制中发挥重要作用,基于工况试验的方法是研究电控发动机燃油闭环反馈系统的有效方法。     

基于PID的柴油机闭环EGR控制策略研究

介绍了基于PID控制原理的柴油机闭环EGR控制策略;探讨比例系数P、积分系数I对EGR系统稳定性和响应性的影响,提出不同工况下PI参数的整定原则;在欧洲稳态试验循环NOx排放水平一致的前提下,对比分别采用开环、闭环控制策略控制EGR开度时,不同转速加速工况下发动机烟度排放、加速性能的区别。结果表明,采用闭环控制EGR系统时,发动机的瞬态工况烟度排放和加速性能都明显优于开环控制系统。     

车用发动机H201型化油器部分结构的改进

在Q492型发动机上，试验研究了H201型化油器怠速配剂和怠速调节螺钉结构等对发动机双怠速（怠速和高怠速）时排放的影响。试验结果表明，通过优选化油器怠速配剂和改进怠速调节螺钉结构等，可使发动机双怠速的排放污染物含量大幅度降低，其中，CO含量低于0．5％，HC含量低于500×10-6。     

柴油机两级涡轮阀可调增压系统变海拔控制策略研究

为解决某型两级可调增压柴油机变海拔、变工况增压压力控制复杂问题。采用GT-POWER软件建立两级可调增压柴油机高海拔工作过程模型,利用试验数据进行了模型校核。设计了两级可调增压柴油机涡轮旁通阀变海拔控制策略,优化标定得到了高/低压级涡轮旁通阀最佳开度和最佳增压压力。采用仿真与试验相结合手段,比较了基于增压压力PID闭环控制和基于涡轮旁通阀开度的开环控制对柴油机高海拔瞬态性能的影响。结果表明:采用PID闭环控制,相比平原,3000、5000 m海拔增压压力首次达到目标值90%的时间分别增加了0.11、0.19 s。涡轮旁通阀开环控制与闭环控制相比,0、3000和5000 m首次达到目标增压压力的时间分别缩短了0.09、0.197和0.14 s,但实际增压压力与目标增压存在偏差。基于此,采用增压压力PID闭环反馈控制与涡轮旁通阀开环控制相结合的控制算法能够同时兼顾两级增压系统瞬态过程的鲁棒性和准确性,是未来高海拔两级增压系统瞬态过程的理想控制算法。     

车用LPG电控发动机排放控制的研究

文中所研究的LPG发动机电控系统综合利用了下列控制策略：基于步进电机步数的LPG燃料精确预控制与空燃比闭环控制；优化发动机起动后及暖机过程的空燃比控制；通过提高怠速及推迟点火的催化器快速起燃控制；通过氧传感器的加热以快速实现发动机起动后的空燃比闭环控制。并对1．8L汽油发动机进行了匹配试验，在兼顾发动机动力性及经济性的前提下有害气体排放达到欧Ⅱ法规的50％。     

重型商用车电控硅油风扇控制策略优化研究

针对传统重型商用车冷却系统电控硅油风扇控制策略不完善导致油耗偏高的问题,提出一种基于发动机水温和空调压力协同控制的风扇控制策略.将发动机水温对风扇转速的影响更改为90～98℃的无级调速闭环控制,考虑了空调制冷剂的具体压力值,利用PID控制算法,将二者协同作用于风扇转速的调节.基于协同控制策略,在某重型商用车上进行了实车电控标定验证和油耗测试试验,结果表明,在满足发动机工作水温控制和空调使用的前提下,可以改善整车运行油耗3％ 左右.     

基于单神经元的汽车方向自适应PID控制

针对汽车方向动力学控制存在的非线性和参数时变不确定性问题，提出了一种新的基于单神经元的汽车方向自适应PID控制算法。该算法利用了神经网络的自学习和自适应能力，实现了方向PID控制器的参数在线自整定，从而避免了传统的自适应PID控制必须在线辨识被控系统的参考模型参数而带来的计算工作量大的问题。仿真计算和场地试验验证表明该控制算法可有效地控制汽车按照预期给定的轨迹行驶，且保证了汽车方向闭环控制系统具有较强的适应性和鲁棒性。     

Development of an idle speed engine model using in-cylinder pressure data and an idle speed controller for a small capacity port fuel injected SI engine

An idle speed engine model has been proposed and applied for the development of an idle speed controller for a 125 cc two wheeler spark ignition engine. The procedure uses the measured Indicated Mean Effective Pressure (IMEP) at different speeds at a constant fuel rate and throttle position obtained by varying the spark timing. At idling conditions, IMEP corresponds to the friction mean effective pressure. A retardation test was conducted to determine the moment of inertia of the engine. Using these data, a model for simulating the idle speed fluctuations, when there are unknown torque disturbances, was developed. This model was successfully applied to the development of a closed loop idle speed controller based on spark timing. The controller was then implemented on a dSPACE Micro Autobox on the actual engine. The Proportional Derivative Integral (PID) controller parameters obtained from the model were found to match fairly well with the experimental values, indicating the usefulness of the developed idle speed model. Finally, the optimized idle speed control algorithm was embedded in and successfully demonstrated with an in-house built, low cost engine management system (EMS) specifically designed for two-wheeler applications.     

盾构推进姿态控制策略研究

为提高盾构施工过程中姿态控制系统的控制精度和控制性能,提出一种盾构推进姿态控制策略。该策略将轨迹自动跟踪控制方法与模糊自适应PID闭环控制算法相结合,通过轨迹、位移、压力等多个闭环反馈实现对各个分区液压缸的速度控制,保证盾构推进轨迹按照设计的隧道轴线运行,并通过电液控制试验平台中的推进系统对提出的策略进行试验验证。结果表明,文章提出的控制策略能够使位移偏差维持在5 mm之内,可以很好地满足施工要求。     

基于模糊自适应PID的智能车辆路径跟踪控制

选取车辆当前位姿和参考位姿来构造车辆的动态位姿误差,建立车辆路径跟踪闭环控制系统的Simulink仿真模型,并设计了模糊自适应PID控制器,利用模糊推理的方法,对PID控制器的参数进行自动调整。利用常规PID和模糊自适应PID控制算法分别进行仿真实验。仿真结果表明,模糊自适应PID改善了控制器的动态性能且具有较好的自适应能力。     

基于GPC的稀燃天然气发动机空燃比自适应控制

建立了电控单点喷射稀燃天然气发动机的CARIMA模型,设计了广义预测自适应空燃比控制器。采用Matlab/Simulink建立了仿真模型,并进行了仿真对比。结果表明,与PID控制算法相比,基于GPC的自适应算法稳态性能优良,能明显改善空燃比瞬态跟随精度,对系统扰动具有更强的鲁棒性。     

基于CMAC与PID的电磁执行器并行控制

设计了以DSP56F807为核心的柴油机电磁执行器控制系统,提出了电磁执行器CMAC与PID复合控制算法,在MATLAB/SIMULINK下进行了电磁执行器控制仿真,通过控制试验验证,此方法可以取得令人满意的控制效果。     

超高压共轨系统轨压控制策略研究

为稳定控制超高压共轨系统中的共轨腔压力并缩短轨压控制算法的开发周期,利用AMESim/Simulink联合仿真技术建立了超高压共轨系统轨压控制仿真模型,采取前馈+PID控制算法设计了轨压控制策略,并针对轨压控制中的瞬态和稳态工况进行了仿真计算,最后在试验台架上开展了轨压跟随性测试。结果表明:所制定的前馈+PID控制算法能使轨压稳定在目标轨压附近,上下波动小于3 MPa,且轨压突变时瞬态响应时间小于0.5s,控制结果能够满足超高压共轨系统对精度和速度的需求。     

Model Based Optimum Pid Gain Design of Adaptive Front Lighting System

Adaptive Front-Lighting System (AFLS) is a system which assists driver's field of vision by automatically controlling its brightness and illumination angle to adapt various driving conditions such as climate, traffic, road changes and so forth. This paper aims to propose novel model-based PID gain design method to improve the performances of Dynamic Bending Light (DBL) module that change horizontal angle of a system by applying Brent-Dekker algorithm that finds the root of nonlinear function and implementing Nelder-Mead simplex algorithm to the system reduction process. Along with the linear system model-based control theory, motor dynamics were modeled with frequency response. Validation of the prototype resulted in having less than 3 % error from the simulation, where position initialization and the real-time status monitoring function is available due to the closed loop control which enables over 3 times faster response than the conventional open-loop system.     

并联混合动力汽车发动机调速控制及试验研究

通过分析并联混合动力电动汽车的结构和工作模式的切换过程,讨论了并联混合动力汽车进行发动机调速控制的必要性。对单轴并联混合动力汽车的发动机进行了PID调速方法研究,搭建了试验台架系统,以dSPACE快速控制原型工具为控制器,进行了PID参数整定和调速试验。试验表明,在并联混合动力状态切换过程中,发动机调速系统实现了调速快、波动小和运转稳定的目标,能够满足动力系统进行快速状态切换的需求。