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《华中科技大学》 2007年
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发动机燃油喷射控制系统关键技术研究

黄涛  
【摘要】: 面对能源紧缺、排放控制法规日益苛刻以及对动力性要求不断提高的局面,如何实现高效率、高动态性能的汽车发动机控制是当前亟待解决的问题。由于发动机复杂的工作过程难以精确建模,其工作环境和工况复杂多变,并且这些问题往往具有非线性的特点,因此要求发动机控制系统具有较好的鲁棒性和非线性控制性能。 本文在讨论发动机电喷控制系统组成的基础上,阐述了电喷系统的控制要求,提出了一种基于发动机测控网络的系统结构。分析了发动机空燃比控制系统中进气子系统和燃油供给子系统的物理过程及其数学模型,针对发动机系统这类非线性、时变、模型非常复杂的被控制对象,讨论了基于模糊滑模控制的空燃比控制方法,并给出了相应的仿真结果。 在对点火信号和爆震信号进行小波分析的基础上,论述了小波变换在处理点火系统信号方面的优势,在此基础上提出了一种基于小波观测器的爆震控制方法。该方法通过离散小波变换,从爆震信号中抽取出特征点,通过使用模糊推理系统实现点火提前角的自适应控制。同时,采用小波分析实现对闭合率的动态自适应控制以产生平稳的点火能量。试验结果表明了这个方法的可行性。 由于网络化可以极大地简化电气路线,由此提高车载控制系统的可靠性。但是由于网络传输的延迟,以及控制系统在强干扰状态下所产生的通信错误会造成控制系统的性能下降甚至破坏系统的稳定性,而这些问题都表现出随机性和非线性特点。本文从系统的角度讨论了控制网络同步方法和发动机控制网络模型,提出基于滑模变结构的发动机网络控制方法,分析了该方法的稳定性并给出了仿真结果。 在上述分析的基础上,本文讨论了控制系统的实现问题,包括发动机电子控制单元,点火控制模块,传感器节点设计以及车载CAN监控网关和远程CAN管理模块的设计。由于发动机控制系统是在强干扰环境中工作,设计时必须保证控制系统具有较强的抗干扰能力,因此本文还讨论了发动机控制系统中干扰源的特性及相应的软硬件抗干扰设计方法。 本文最后介绍了系统试验环境的构建,分析了系统在相应的模拟测试环境下运行的结果,并在此基础上简要介绍了已经在各种实际系统中得到成功应用的部分实例。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U464

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄贵芬;陈虹;胡云峰;;基于模型和MAP图的汽油发动机气路控制[J];系统科学与数学;2011年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 钟磊;摩托车发动机空燃比控制策略与排放控制技术研究[D];山东理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 周乃君;包生重;裴海灵;陈宏德;;基于模型汽油发动机的空燃比控制器仿真研究[J];重庆工学院学报;2006年08期
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7 黄天戍,倪效勇,张红剑,任清珍;神经网络在校正传感器非线性度方面的研究[J];传感器技术;2003年12期
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10 付俊庆,张慧巧;应变数据融合测力传感器的仿真与实验研究[J];传感器世界;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 吕爱清;胡大伟;邱爱保;卞新民;;江西食物总量变化的小波分析与回归模型[A];第八届中国青年运筹信息管理学者大会论文集[C];2006年
7 佟为明;金显吉;林景波;陈培友;;一种CAN报文优先级产生与检测方法[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
8 殷光伟;郑丕谔;;复杂系统建模综述[A];管理科学与系统科学研究新进展——第7届全国青年管理科学与系统科学学术会议论文集[C];2003年
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10 万维汉;费楚红;汪海洲;杨金义;;闪速熔炼过程的模糊建模与控制[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚栋伟;汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2010年
2 皮兴宇;无线传感器网络定位技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
3 聂晓波;列车控制网络实时性能分析及调度策略研究[D];北京交通大学;2011年
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5 吉顺平;网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D];南京航空航天大学;2009年
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7 郑书朋;飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 黄铁雄;开放式发动机管理系统体系结构及其虚拟原型技术研究[D];华中科技大学;2011年
9 李金娜;网络控制系统的建模、控制与优化[D];东北大学;2009年
10 杨强大;诺西肽发酵过程生化参数软测量方法的研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方立辉;4G94D4发动机电喷系统台架匹配试验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘省波;汽油机瞬态工况空燃比模型的研究[D];长沙理工大学;2010年
3 李薛;汽油机瞬态工况空燃比控制策略仿真研究[D];长沙理工大学;2010年
4 夏飞;基于火炮运动参数的传感器智能化方法的研究[D];沈阳理工大学;2010年
5 陈洪图;纯电动大巴磷酸铁锂动力电池监测与SOC估计[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 吴洪丽;石英音叉温度传感器非线性特性校正方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 张永彦;乙醇汽油混合燃料油膜蒸发特性的基础研究[D];浙江大学;2010年
8 李佳怡;基于最小方差算法对空燃比回路的性能评估[D];吉林大学;2011年
9 田阳;工程车辆线控转向无线遥控智能控制方法研究[D];吉林大学;2011年
10 周涛;ISO 15765协议的研究与实现[D];合肥工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑天雷;李兴虎;;汽车三效催化净化器载体容积研究[J];山东陶瓷;2008年02期
2 胡春明;赵明;王海蓉;陈山虎;龚茂初;史忠华;陈耀强;;满足欧Ⅲ排放标准的摩托车用三效催化剂[J];催化学报;2008年08期
3 明彩兵;叶代启;付名利;徐楠;;摩托车排放后处理技术现状[J];车用发动机;2007年05期
4 赵明智;刘志璋;刘雪芳;;稀土三元催化转化器结构设计及试验研究[J];车用发动机;2008年S1期
5 周从章,曾庆轩;摩托车催化净化系统与整车匹配技术的研究[J];环境污染治理技术与设备;2002年12期
6 石传龙;;现代汽车三元催化转化器的匹配[J];科技信息(科学教研);2008年17期
7 陈齐平;黎辉;;电控CNG发动机A/F控制算法的研究与仿真[J];机械;2009年05期
8 王颂秦,董宏;美国及美国加州摩托车排放标准简介(1)[J];摩托车技术;2004年02期
9 段保民,苏兴安,柳庆华;摩托车排气污染物排放第3阶段控制标准探讨[J];摩托车技术;2005年02期
10 胡春明,刘娜;基于欧Ⅲ排放法规的摩托车电喷系统解决方案[J];摩托车技术;2005年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邹博文;基于模型的汽油机空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2006年
2 滕勤;点燃式煤层气发动机系统建模及空燃比控制研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 熊东;摩托车电喷控制系统的研究[D];重庆大学;2005年
2 王艳英;车用催化转化器结构及其流场研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 王琳;汽车发动机空燃比控制和速度控制的方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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5 贾秀敏;基于状态观测器的空燃比控制[D];吉林大学;2009年
6 夏晓坤;ZS125摩托车发动机电喷系统开发及其进气管参数化设计[D];武汉理工大学;2009年
7 王奇;某微型车三元催化转化器匹配技术研究[D];武汉理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 田晓春;基于MAP的电控化油器空燃比闭环控制系统的研究[D];华中科技大学;2011年
2 牛福军;变冲程发动机动力控制模块的开发[D];燕山大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 杨春玲,倪晋麟,刘国岁,郑全战;转换坐标卡尔曼滤波器的雷达目标跟踪[J];电子学报;1999年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 范沛龙;;奇瑞瑞虎车发动机故障指示灯常亮[J];汽车维护与修理;2011年02期
3 张天石;;使用μPD7811的汽车发动机控制系统[J];集成电路应用;1988年03期
4 李和;;上海别克凯越轿车发动机控制系统及其检测(一)[J];汽车维护与修理;2005年03期
5 许登登;;2005款雷诺风景Ⅱ发动机“失火”[J];汽车维修技师;2010年06期
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8 吕立亚;万茂松;;凌志400发动机起动困难等故障诊断分析[J];汽车维护与修理;2005年12期
9 李巍;;宝马520i怠速熄火[J];汽车维修技师;2006年05期
10 李国杰;;故障自诊断系统在电控发动机上应用[J];广东交通职业技术学院学报;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘剑平;袁忻;;发动机控制系统试验台燃油的污染控制[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
2 时春华;杨惠民;赵张颐;;浅议试验流量测量方法[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 中国电子信息产业发展研究院信息化研究中心主任 樊会文;信息化实现汽车性能与功能的革命性跨越[N];中国电子报;2009年
4 李昊;AW149验证机首飞成功[N];中国航空报;2009年
5 边际;顾惠忠考察动控所[N];中国航空报;2010年
6 胡方;“透视”汽车传感器[N];中国电子报;2003年
7 陈伯康;宝马740轿车加油不畅排黑烟[N];中国汽车报;2002年
8 记者 李志清 首席记者 李菲;“金盾控股”创下多个之“最”[N];绍兴日报;2010年
9 立即;EMBRAER190下线[N];中国航空报;2004年
10 本报记者 王政;吉利集团逆市上扬调查(下)[N];人民日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姚照辉;考虑飞/推耦合特性的超燃冲压发动机控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 向金凤;燃料电池发动机控制系统的研究与实现[D];武汉理工大学;2004年
2 邓波;发动机控制系统巡航控制规律设计及半实物仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
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4 李国忠;小型涡喷发动机燃油控制系统稳定性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 张键;航空发动机全状态建模技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 黄建;基于MATLAB的汽油发动机空燃比控制方法研究[D];东北大学;2008年
7 薛金林;NJG-427发动机LPG控制系统研究与开发[D];南京理工大学;2002年
8 李福荣;基于MC9S12微控制器的汽车发动机电子控制系统的研究[D];山东大学;2010年
9 李华英;航空发动机多变量鲁棒控制方法研究[D];南昌航空大学;2010年
10 曹伟;基于K线的电控发动机在线诊断技术研究[D];南京林业大学;2010年
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