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电控发动机标定系统研究

张帅  
【摘要】:为了实现对发动机不同工况下的有效和良好的控制,必须对发动机电控单元进行匹配标定以确定各控制参数。根据发动机不同的工作状态,对发动机基本点火提前角和喷射脉宽等进行MAP标定,向电控单元发出控制命令,按照在线修改的控制策略和控制数据实施控制,是发动机电控系统中最高层控制软件。 在对国内外电控发动机标定系统(ECS, Electronic Calibration System)分析研究的基础上,结合实际情况,提出了电控发动机标定系统的总体方案,对标定系统各个功能模块进行了设计。 标定系统硬件主要由主机(工控机)和PCI2013数据采集卡组成,实现数据采集、分析和处理、与电控单元通讯、发出控制命令和在线修改等功能。设计了信号处理电路,如曲轴位置信号、氧传感器信号、节气门位置信号和温度信号等。结合本实验室前面的研究成果对驱动电路进行了完善,增强了硬件电路抗干扰设计 基于Windows环境,采用Visual C++编写了标定系统软件,在MFC基础上,建立了SDI软件架构,采用多线程及一些高级控件(如MSComm等),实现标定系统与电控单元之间较高速度的数据传输。主机与电控单元通过串行口进行数据传输,对发动机的运行状态进行有效监控。 ECS采用Visual C++与MATLAB混合程序开发技术,使用第三方软件MATCOM实现的数值计算和图形图象处理效果很好,为后续更复杂的数据后处理提供了良好平台。 将研发的电控标定系统在NQ190N天然气发动机上进行了初步试验研究,完成了发动机基本喷射和基本点火提前角的MAP制取。试验表明,该标定系统软件界面友好、操作简单、通用性强,且功能比较完善,可以实现在线数据采集、图形化显示、数据保存、在线修改等功能,该标定系统有一定的使用价值,达到了预期的效果。


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