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《湖南大学》 2011年
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混沌鲁棒控制策略及其在发动机控制中的应用

孙桂仙  
【摘要】:针对鲁棒控制设计问题中如何选择合适的权函数问题,做了一些探索性的研究,提出了一种新型鲁棒控制器设计策略—混沌鲁棒控制策略。汽油机空燃比与汽油机的经济性、动力性、排放性能有着密切的关系,精确地控制空燃比对于改善汽油机的燃烧品质,充分发挥燃油的燃烧特性和降低汽油机有害气体排放均具有重要的意义。 本文以江苏省重点实验室开放基金项目为依托,采用混沌鲁棒控制策略为某款汽油机过渡工况空燃比控制设计了控制器并进行了仿真分析。论文的主要研究工作与创新之处如下: (1)将鲁棒控制理论与混沌优化算法相结合提出了一种新的鲁棒控制器设计策略—混沌鲁棒控制策略,并将其用于电喷汽油机过渡工况空燃比控制。仿真对比分析结果表明:电喷汽油机过渡工况空燃比混沌鲁棒控制器具有超调量小,过渡平缓,抗干扰能力强等控制性能,提高了空燃比的控制精度; (2)对汽油机过渡工况空燃比混沌鲁棒控制系统的鲁棒稳定性、鲁棒性能及控制器的脆弱性进行了检验。结果表明,在存在一定摄动的情况下汽油机过渡工况的空燃比混沌鲁棒控制器仍然能正常工作。 (3)在专用于发动机仿真的GT-Power软件中建立了精确的汽油机模型及GT-Power与Simulink的联合仿真平台,并在该平台上对过渡工况空燃比混沌鲁棒控制器进行了测试,结果表明,当汽油机处于稳态时,空燃比可以被稳定地控制在目标值左右,当汽油机的节气门突变时,控制器反应迅速,空燃比控制的超调量小,控制误差基本能保持在4%之内。
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