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涡轮增压柴油机平均值模型建模及模型校核方法研究

李瑞雪  
【摘要】:随着逐渐复杂化的控制技术在车辆动力系统中的应用,越来越多基于模型的控制系统开发对所需对象模型提出了更高的精度及实时性要求。因此,为了提高基于模型的控制系统开发效率,本文以DEUTZ-BF6M1015涡轮增压柴油机为研究对象,进行了面向控制的涡轮增压柴油机平均值模型的建模理论研究,并基于Matlab/Simulink建立了涡轮增压柴油机平均值模型。为了提高平均值模型稳态工况仿真精度,在详细分析了模型误差来源后,本文对所建立的平均值模型进行了模型参数标定方法及标定流程研究。并且,通过详细设计模型的稳态校核试验,从误差解耦的角度对平均值模型进行了稳态校核流程及校核方法研究。其中,针对涡轮增压器模型典型参数获取困难的问题,提出了一种基于JensenKristense方法的改进型非线性拟合方法,采用该方法对压气机质量流量特性和压气机效率特性进行了拟合与扩充,提高了压气机模型精度;针对涡轮模型,提出了以压气机质量流量为反馈的涡轮效率闭环状态观测器,修正了涡轮效率特性曲线,提高了模型的稳态工况仿真精度。另一方面,为了提高平均值模型的动态工况仿真精度,本文分析和设计了恒转速增扭的动态工况校核试验,并通过分析典型参数对发动机动态特性的影响程度,提出了模型中典型参数的辨识方法,并基于试验数据进行了平均值模型的动态校核及验证。


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