共轨柴油机电控系统若干关键技术

为了使柴油机排放能够满足国III及以上法规要求,采用电控高压共轨燃油喷射系统来精确控制喷油压力和喷油时刻,实现燃油多次喷射.研究发现,电磁干扰、喷油器老化、喷油器机械加工精度等原因会导致共轨燃油系统喷油误差,尤其是小油量喷射时的误差.通过分析共轨燃油喷射系统控制器的硬件电路和软件算法,分析喷油器的喷油延时特性.提出控制器驱动电路控制逻辑、地线抗电磁干扰方法和小油量喷油一致性自学习算法.结果表明,应用这些方法设计的控制单元能够改善喷油器抗老化性能,弥补机械加工精度对小油量喷射的影响,改善发动机排放性能.     

高压共轨燃油喷射系统的喷油器测试装置研究

搭建了高压共轨喷油器测试装置,采用比例、积分和微分(Proportional Integral Deriva-tive,PID)算法控制喷油脉宽、喷油压力和喷油流量,并进行了测试研究.测试结果验证了高压共轨喷油系统喷油器测试装置的可靠性.     

采用软溢流模糊PID控制器的液压垫压边力控制

鉴于比例溢流阀控式液压垫在冲压成形过程中存在压力超调大及调节时间长的问题,提出一种基于开/闭环切换的软溢流PID(SPID)控制器.该SPID控制器能够在保证稳态精度的前提下,显著减小压力超调并且缩短压力调节时间.考虑到电液控制系统固有的强非线性特点,以及不同压力指令和冲压速度对液压垫的压力响应带来的显著影响,提出一种软溢流模糊PID(SFPID)控制器.SFPID控制器在SPID控制器的基础上引入模糊控制器对控制参数进行在线调整,从而保证液压垫在不同的压力指令和冲压速度下都具有良好的动静态响应.仿真和实验结果都证明了SFPID控制器在液压垫压边力控制方面的有效性.     

基于遗传优化模糊PID高压共轨系统喷油量的控制算法

根据高压共轨燃油喷射系统的物理结构和工作原理,建立了电控高压共轨系统数学模型,用模糊PID控制算法建立柴油机高压共轨燃油喷射系统的控制模型,用遗传算法对该模型的控制参数进行优化,在Matlab/Simulink中搭建优化的控制仿真模型并进行仿真分析。仿真结果表明:优化后的模型比传统的模糊PID模型动、静态性能都有所改善,对喷油量的控制更灵活精确,优化后的控制器能有效提高高压共轨燃油喷射系统的性能。     

电液力伺服系统控制策略的半实物仿真

通过在半实物仿真环境中进行模型辨识试验,获得电液力伺服系统的辨识模型.为了改善电液力伺服系统的控制性能,设计了一种复合模糊PID控制器.这种控制器结合了经典PID控制器和带有自调整修正因子的模糊控制器的优点,并加入了前馈校正.为了避免由于两种控制方式相互切换时造成的不良扰动,采用了模糊切换的方法 .通过在电液伺服试验台上对所设计的复合模糊PID控制器进行半实物仿真实验,并对比PID控制器和传统模糊控制器的实验控制曲线,验证了复合模糊PID控制器的可行性和控制性能.同时在负载刚度和质量变化时进行了半实物仿真实验,实验结果表明,复合模糊PID控制器不仅改善了稳定性和速度,并具有良好的实时性.     

钢管捆自动成形系统电液比例控制研究

为了满足钢管生产过程中对钢管捆成形和包装的需要，对钢管捆自动成形电液比例系统进行了模糊比例-积分-微分(PID)控制研究.基于该系统的组成和工作原理，分析了双缸管排水平定位和竖直定位堆放控制问题，给出了管排竖直定位堆放误差的补偿算法.采用专家智能控制与模糊PID控制技术相结合，得到了具有二级结构的模糊PID控制策略，并对实际系统设计了相应的模糊PID控制器.系统控制结果表明，模糊PID控制器能修正各控制参数，提高了系统控制的自适应性和鲁棒性.与常规的PID控制器相比较，该控制器具有更好的系统运行性能.     

基于自动代码生成的共轨压力控制策略

为了缩短共轨压力控制算法的开发周期及降低开发成本,通过Matlab/Simulink及RTW Embedded Coder工具箱完成前馈控制加比例积分微分（PID）反馈控制的高压共轨压力控制策略的建模及自动代码生成.针对共轨压力在发动机一个工作循环内的波动规律,共轨压力控制系统定相位采样共轨压力传感器,提高共轨压力控制的稳定性.试验结果表明,稳态时共轨压力波动幅度小于1.5 MPa,阶跃响应时共轨压力超调量在2 MPa以内,稳定时间小于0.5 s,在不同燃油喷射量下,轨压波动总能稳定在±1.5 MPa以内.该控制策略易于实现,并兼顾控制精度及响应速度,完全满足高压共轨压力控制要求.     

基于PAC的在线模糊自适应PID控制器设计

PID控制适合用于已知精确数学模型的被控对象,具有稳态误差小等特点.模糊控制不需要被控对象的数学模型,响应速度快,但是有静差.将这两种控制技术相结合,设计一种模糊自适应PID控制器,具有响应速度快、稳态误差小的特点.采用上位机和PAC结合,上位机中的iFIX组态软件利用OPC技术和MATLAB软件中的模糊控制器通讯,把实时值和设定值送给模糊控制器,同时把模糊控制器的输出(比例系数、积分系数和微分系数)送回PAC,在PAC中根据PID算法计算控制量,由PAC控制被控对象,实现在线模糊自适应PID控制.对水箱液位进行控制的结果表明,采用在线模糊自适应PID控制器后,控制系统的响应速度加快,无超调,具有较好的稳定性和鲁棒性.     

电液调节阀压力控制系统的研究

设计了以PIC16F877单片机为控制核心的电液调节阀稳压控制系统。提出了直驱式容积控制电液伺服系统的方案,控制器采用模糊自适应PID（proportion integration differentiation）控制算法,通过控制伺服电机的启（停）和正（反）转,改变调节阀的阀门开度,从而达到对被控流体的压力进行调节的目的。MABLAB仿真结果表明,采用模糊自适应PID时系统超调量为4.7%,调节时间为6.2 s,该系统具有较好的动态特性。     

电液比例速度系统的前馈模糊复合控制研究

提出了一种采用前馈控制器补偿负载的扰动并在系统的主控制回路上采用模糊控制和PID控制相结合的精密电液比例调速系统，分析了该系统的组成和控制原理，介绍了前馈模糊－PID控制器的设计方法，理论分析和实验表明，该控制策略可以取得较为满意的控制效果。     

柴油机电控喷射的发展

主要讲述了柴油机电控喷射的新技术．重点讨论了共轨式电控柴油高压喷射系统的新发展．经研究表明：共轨式电控柴油喷射系统在提高喷射压力、改善喷油速率、精确控制喷油正时、精确控制喷油量、降低燃料消耗、降低有害排放、降低噪声以及降低柴油机制造成本方面,与其它形式的电控柴油喷射系统相比较有明显的优势．     

二甲醚发动机低压共轨燃料喷射系统的设计及试验

针对二甲醚燃料低粘性、高蒸汽压以及容易与空气形成混合气的特性,设计了一种可控预混合燃烧的二甲醚发动机低压共轨电控燃油喷射系统.在此基础上,以柴油代替二甲醚进行试验,分析了在喷射持续期,共轨压力、针阀升程和转速对燃油喷射过程的影响,得出了低压共轨燃料系统的燃料喷射特性,对二甲醚低压共轨系统的实用化起到了促进作用.     

柴油机高压共轨式燃油喷射系统的仿真研究

为了能在无实验条件下方便地研究高压共轨燃油喷射系统的工作规律,借鉴了电控共轨燃油系统的结构和原理.在建立了共轨系统整体物理模型的基础上,利用计算机软件HYDSIM对某型实验台架上的高压共轨燃油系统进行了仿真,将利用仿真模型计算出来的喷油量MAP图、轨压波动等数据与实测的数据进行了对比.验证数据点的误差和曲线整体走向来判定仿真所得MAP图的准确度.将起喷阶段3个轨压设定下的轨压波动曲线图进行对比分析,考察其波动幅度及相位的变化,分析了误差产生原因.验证发现,仿真模型准确可靠,可用于共轨系统的模拟研究.     

柴油机电控燃油喷射技术与我国加快发展柴油轿车的思考

介绍现代柴油机电控燃油喷射技术发展历程,阐述柴油机高压共轨电控燃油喷射系统的基本组成、工作原理、特点及未来方向,分析柴油机动力的优势与世界轿车柴油化趋势,重点从节能和环保角度浅谈我国加快发展柴油轿车的战略意义、紧迫性、措施及对策。     

Frequency compensation control method for opposed-piston two-stroke folded-cranktrain engine's common rail system by loop-shaping theory

A frequency compensation control method for the opposed-piston two-stroke folded-cranktrain (OPFC) diesel engine''s common rail system is presented as a result of the study of the loop-shaping theory. A common rail working process and the classical frequency control theory are combined to construct a frequency restriction of common rail pressure. A frequency compensator is utilized to improve the robustness of multiplicative perturbations and disturbance. The loop-shaping method has been applied to design the common rail pressure controller of the OPFC diesel engine. Simulation and bench test results show that in the condition of perturbation that comes from the effect of injection, multi-injection, fuel pumping of a pre-cylinder, and instantaneous pressure fluctuation, the controller indicates high precision. Compared with the original controller, this method improves the control precision by 67.3%.     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响.结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加.     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响。结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加。