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。     

车用柴油机EGR瞬态响应特性

应用自行开发的柴油机瞬态测试系统和电控EGR系统进行了EGR瞬态响应特性研究。结果表明:瞬态工况下由于EGR压差的增加和进气量的减小造成EGR率大幅度超调,增加幅值随瞬变率增加而增加;EGR本身会造成柴油机排气烟度增加,瞬态工况下EGR率的超调更加剧了这种恶化;与稳态工况相比,1600 r/min、5 s增负荷工况EGR率最大超调幅度达到43%,排气烟度增加6倍;2000 r/min增负荷工况EGR瞬态响应特性具有大致相同的规律。在发动机瞬变过程中需要制定相应的EGR瞬态控制策略,以降低瞬态排气烟度。     

大型柴油机DPF被动再生特性的试验研究

通过台架试验研究了不同废气再循环（EGR）率及不同排气节流阀开度对柴油机颗粒过滤器（DPF）被动再生的影响规律,对比了在世界协作瞬态循环（WHTC）工况前900s瞬态工况下开关EGR阀对DPF耐久特性的影响,并研究了驻车再生的效果。试验结果表明,EGR率及排气节流阀开度通过影响排气温度及排气NO2浓度影响DPF被动再生速度;正常WHTC工况前900s耐久循环下DPF碳载量不断增大,关闭EGR阀后进行WHTC工况前900s耐久循环后,DPF碳载量不断减少;驻车再生能够有效降低DPF碳载量。     

基于小波控制的电动汽车稳定性研究（双语出版）

针对前轮独立驱动电动汽车,研究一种基于小波控制器的驱动稳定性控制系统。为提高车辆对开路面的行驶稳定性,根据驱动轮等转矩分配控制策略,提出基于神经网络PID的驱动轮滑移率相近为目标控制策略。针对矢量控制中的电流控制,提出基于离散小波变换的电流控制器。通过CarSim/Simulink建立前轮独立驱动电动汽车联合仿真平台,进行不同工况整车性能仿真与分析,并基于A&D5435快速原型开发平台进行实车试验。仿真与试验结果表明：基于小波控制器的驱动控制系统不仅提高了车辆对开路面行驶的稳定性,而且具有更平滑、更快速的转矩响应;对开路面工况下,提出的控制策略左侧、右侧驱动轮速度仿真结果与试验结果最大偏差分别为3.43%和3.56%;等转矩分配控制策略下,左侧、右侧驱动轮速度仿真结果与试验结果最大偏差分别为3.86%和3.25%,表明了试验与仿真的一致性;对开路面仿真工况下,相比于驱动轮等转矩分配控制策略,基于神经网络PID的驱动轮滑移率相近为目标控制策略的车辆峰值质心侧偏角降低了79.57%,侧向跑偏距离降低了73.39%。     

基于小波网络的发动机瞬态工况进气流量动态辨识与预测研究

由于发动机进气系统具有复杂的非线性动态特性,因此构建了进气流量小波网络辨识与预测模型,并利用最小二乘法(DLS)对小波网络参数和预测控制率进行了学习和优化,以提高小波网络预测模型的可靠性和预测精度。作为对比建立了基于BP神经网络的预测模型,并利用瞬态工况试验数据分别对两种模型进行了仿真研究。结果表明,小波网络模型能有效地预测发动机瞬态工况进气流量,与BP神经网络预测模型相比,误差精度更高,可用于发动机瞬态工况空燃比的精确控制。     

EGR柴油机瞬态性能优化研究

以降低瞬态过程烟度和NO_x排放为目标,在一台高压共轨电控重型柴油机上进行了EGR对柴油机恒转速增扭矩5s典型瞬态过程燃烧和排放性能影响的优化研究。结果表明:瞬态过程中固定EGR阀开度造成EGR率"超调"、烟度剧增;与"全程轨压"策略相比,"分段轨压"有利于改善小负荷工况的燃烧热氛围,提高瞬态起始负荷并耦合"分段轨压"可以有效降低瞬态过程烟度峰值;EGR阀的开闭对瞬态性能影响最大,瞬态过程1.5s关阀、4s开阀的策略可以实现较好的烟度和NO_x排放折中,消光烟度峰值为9.2%,NO_x峰值稍有增加但增幅不大。     

基于Nash博弈的分布式驱动电动汽车横摆稳定性协调控制策略

为提高轮毂电机驱动电动汽车在高速、低附着等危险工况下的侧向稳定性,提出一种基于Nash博弈的协同控制策略,采用上下双层控制结构进行稳定性控制策略的设计。上层引入Nash博弈协调控制策略决策前轮转角和附加横摆力矩,跟踪期望横摆角速度和质心侧偏角;下层根据轴荷比例分配四个车轮的驱动力矩。并在CarSim/Simulink的联合仿真平台进行危险工况下双移线仿真试验,结果表明,相比于只进行主动前轮转向控制,在潮湿沥青路面以75km/h行驶时,采用基于Nash博弈的协调控制策略横摆角速度最大误差为2.25°,侧向速度最大误差为0.12 m/s,且保持良好的路径跟踪性能;通过适当协调主动前轮转向（AFS）和直接横摆力矩控制（DYC）的动作,文章所提出的控制策略可以有效地提高横向稳定性,保证车辆在危险行驶工况下正常行驶。     

基于拥堵工况辨识的车辆自动变速器换挡控制

针对拥堵工况下车辆自动变速器频繁换挡的问题,选取车辆平均车速、平均节气门开度和采样时间内制动踏板作动次数为评价因子,建立T-S模糊神经网络进行拥堵工况辨识,提出基于拥堵工况辨识的车辆自动变速器分层修正控制策略;将车辆自动变速控制分为上层辨识决策层与下层换挡执行层,上层采用T-S模糊神经网络进行拥堵工况辨识与换挡修正决策;下层接收上层修正控制指令执行换挡修正。仿真与实车试验结果表明:采用TS模糊神经网络可准确识别拥堵工况,基于拥堵工况辨识的车辆自动变速分层修正控制策略可有效避免拥堵工况时频繁换挡,减少换挡执行部件和制动系统的磨损。     

基于PSO-BP优化MPC的无人驾驶汽车路径跟踪控制研究

针对模型预测控制（MPC）路径跟踪控制器在不同路面附着系数及车速下跟踪误差大的问题，提出了基于粒子群寻优（PSO）-反向传播（BP）神经网络优化MPC的无人驾驶汽车路径跟踪控制策略。首先，设计了MPC路径跟踪控制器；其次，利用PSO-BP对MPC进行优化，以控制器精度和车辆稳定性作为评价函数，获得PSO离线最优时域参数；最后，选择4种工况进行双移线跟踪对比仿真验证。结果表明：所提出的控制策略在保证行驶稳定性的条件下，低路面附着系数低速、高路面附着系数低速、高路面附着系数高速及中路面附着系数中速工况下双移线跟踪横向控制精度分别提高了50%、55%、9%和20%。     

基于Ascet平台的高压共轨柴油机电控EGR控制策略研究

针对电控EGR控制策略,结合电控系统模块化的设计思路,设计了基于Ascet平台的电控发动机EGR控制系统。通过对转速、油量等参数进行标定,运用Ascet软件实现了EGR控制模型的模拟仿真,保证了系统稳定性及可靠性,加快了EGR系统的响应速度,实现了对排气再循环系统的闭环控制。将调试好的EGR电控系统安装在高压共轨柴油机上,在标定转速3 600 r/min下进行试验,试验结果表明,EGR控制系统能够按照控制策略实现对EGR的精确控制,与原机相比,NOx排放下降明显。     

基于CMAC的汽油机瞬态工况进气流量预测研究

针对进气流量测量误差问题,运用改进型CMAC神经网络建立瞬态工况下进气流量预测模型,在变加速、变减速两种具有代表性的瞬态工况下进行仿真试验,通过对试验结果的分析,说明了汽油机进气流量预测模型的效果,嵌入该预测模型可增强空燃比控制效果。     

基于预测控制的PHEV能源管理策略

提出一种基于预测控制的PHEV在线能源管理策略。它利用BP神经网络构建旅途预测模型,并采用遗传-粒子群混合优化算法提升预测模型的车速预测精度;在此基础上,为保证预测模型对工况的适应性和策略的实时性,设计了基于动态规划的预测控制策略;最后以实际工况数据对提出的策略进行了仿真验证。结果表明,设计的旅途预测模型可有效地进行车速预测,预测精度超过93%;同时,与现有的实时策略和全局优化策略相比,采用提出的策略时油耗、排放和实时性得到了改善。     

重型柴油机瞬态工况排放和EGR影响的试验研究

本文中对一重型柴油机瞬态工况下的NOx与碳烟排放和引入EGR技术的影响进行试验研究。结果表明,引入EGR后,NOx的瞬态排放有所改善;但碳烟的瞬态排放恶化;关闭EGR阀可缓解碳烟瞬态排放的恶化。通过直流电机EGR阀关闭阶跃试验,揭示了EGR阀的关闭对发动机各项性能的影响规律,为重型柴油机瞬态排放的EGR控制提供了依据。     

EGR阀升程规律对重型柴油机瞬态工况排放特性的影响

基于1台配备废气再循环系统(EGR)的重型柴油机,试验研究了瞬态工况下EGR阀升程规律对重型柴油机排放特性的影响。针对恒转速变扭矩与恒扭矩变转速过渡工况设计了5种EGR阀升程规律,根据升程走势可分为3种类型:线性升程,上凸型升程以及下凹型升程。结果表明:瞬变过程中,初始EGR阀开度变化速率对NO_x生成影响巨大,NO与NO_x排放规律基本吻合,EGR阀升程规律对NO_2排放影响甚微。不同EGR阀升程规律下烟度变化规律相同,呈先增后减的趋势,但峰值明显不同。EGR阀升程规律对燃油经济性影响不大。     

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。     

奥迪A6废气再循环系统（EGR）的检修

废气再循环系统（EGR）的作用是把发动机排出的一部分废气（惰性气体）引入进气系统中，与混合气一起进入气缸中燃烧，降低气缸内最高温度，减少NOx的生成。 一、概述 奥迪A6采用电控EGR系统，如图1所示。EGR阀工作时，ECU根据存储器内的不同条件下理想的EGR阀开度控制EGR阀，EGR阀开度传感器检测EGR阀的开度，并将信号送至ECU     

融合预瞄特性的智能电动汽车稳定性模型预测控制研究

提出了一种融合预瞄特性的智能电动汽车稳定性前馈+反馈控制方法。建立车辆预瞄模型，通过汽车在环境感知时的前视行为，引入道路曲率作为车辆动力学特性的影响因素。基于在前视信息指导下的车辆位姿变化，根据道路附着能力和车速指数模型描述期望纵向车速，建立轮胎侧偏刚度补偿的稳定性前馈控制方法。同时，采用模型预测控制（MPC）设计稳定性反馈控制律，根据车辆的预瞄信息自适应调整预测模型参数和预测时间，消除前馈控制误差及路面扰动等不确定性因素带来的影响。研究结果表明，本文提出的控制策略下汽车质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度小，且跟踪精度更高。仿真试验中，相比于无控制、MPC反馈控制与前馈+定参数MPC反馈控制，本文提出的控制策略在双移线工况1下质心侧偏角峰值分别减小了41.3%、28.9%和10.0%，横摆角速度峰值分别减小了18.0%、6.7%和2.0%，双移线工况2下质心侧偏角峰值分别减小了27.2%、8.7%和8.0%，横摆角速度峰值分别减小了16.9%、12.9%和8.6%；相比于MPC反馈控制与前馈+定参数MPC反馈控制，在蛇行工况1下，质心侧偏角峰值分别减小了49.8%与34.8%，横摆角速...     

缩缸强化涡轮增压汽油机废气再循环系统的研究

介绍有关涡轮增压汽油机冷却废气再循环(EGR)系统的研究,旨在改善车辆的燃油经济性。近年来,提高压缩比和缩缸强化的策略已被视为是改善涡轮增压汽油机燃油效率的有效途径。在高负荷工况下,尤其在涡轮增压区域,改善燃油经济性特别重要。改善这一区域燃油经济性的关键是抑制爆燃、降低排气温度和增大比热比。冷却EGR系统方案包括低压回路EGR(LP-EGR)、高压回路EGR(HP-EGR),以及其他系统。基于以下理由选用LP-EGR系统:在相对较高的涡轮增压条件下,发动机低转速时可供给足够的再循环废气。为抑制爆燃,清除再循环废气中的氮氧化物非常重要,这意味着要从催化转化器下游抽取再循环废气。另一方面,为了表征LP-EGR系统的较小压差和较长EGR回路,必须应用更加精细的EGR率控制。EGR气流基于EGR阀的压差形成,而压差随空气流率改变,所以,可以用不变的EGR阀开度保持EGR率。虽然这一原理只能用于稳态工况,但已开发一种新的修正控制,通过在排气管取样点上获得的EGR废气压力,并考虑其滞后效应,即使在瞬态工况下也可保持稳定的EGR率。试验结果表明,在涡轮增压状态下,用LP-EGR可使燃油经济性改善达5%,还能降低排气温度。     

极限工况下无人驾驶车辆稳定跟踪控制

针对无人驾驶车辆在极限工况下跟踪控制精度和稳定性均难以保障的问题,提出一种纵横向稳定性综合协调控制方法。首先对无人驾驶车辆在摩擦极限下的速度进行规划,通过纵向加速度前馈和状态反馈控制器实现极限车速下的速度跟随。其次将预瞄前馈与人工势场反馈相结合设计了横向路径跟踪控制器。提出了基于期望与实际横摆角速度偏差的稳定性控制策略,优化纵向控制的驱动力矩。Simulink/Carsim联合仿真结果表明,所提出的纵横向协调稳定控制方法可在极限工况下改善无人驾驶车辆瞬态响应,抑制道路曲率突变处的超调量,减少路径跟随中的稳态误差,提高了无人驾驶车辆的轨迹跟踪精度和弯道运动过程中的横向稳定性。     

基于进气流量的电控柴油机EGR系统控制策略研究

针对现代电控柴油机废气再循环系统的功能和作用,对EGR系统的控制策略进行了分析,设计了基于实现发动机理论进气需求量为控制目的,对EGR阀和TVA阀进行联合控制的策略。通过MATLAB/Sim-ulink软件平台编写了EGR和TVA联合控制策略,并使用Targetlink工具生成C代码且集成到试验ECU。在发动机试验台架上,对控制系统中的基本MAP图进行标定并对EGR系统的控制功能进行了验证。台架试验结果表明,该控制策略通过对EGR和TVA的联合控制,可以实现对柴油机各工况下新鲜进气量的快速准确控制,控制效果满足预期要求。