點燃式煤層氣發(fā)動機系統(tǒng)建模及空燃比控制研究.pdf

1、煤層氣作為一種新型清潔能源，是替代汽油的發(fā)動機理想代用燃料，電控技術是滿足煤層氣發(fā)動機動力性、經濟性和尾氣排放均衡優(yōu)化控制要求的有效手段?？杖急瓤刂剖敲簩託獍l(fā)動機綜合控制的主要研究內容，對于改善燃燒品質，充分發(fā)揮煤層氣燃燒特性的優(yōu)勢和低排放的效果具有重要的意義。 本文全面介紹了作者圍繞煤層氣發(fā)動機空燃比控制相關問題開展的一系列研究工作。所取得的研究成果體現(xiàn)在以下幾個方面。 (1)提出了煤層氣發(fā)動機電控化改造的雙閥空燃比控

2、制方案，將壓燃式發(fā)動機改造成點燃式煤層氣發(fā)動機，研制了所需的各種輔助和實驗裝置，并進行了不同工作條件下的大量實驗。 (2)基于穩(wěn)態(tài)工況實驗數(shù)據(jù)，結合發(fā)動機物理特性，建立了煤層氣發(fā)動機系統(tǒng)的平均值模型。借助于MATLAB/SIMULINK工具，形成圖形化的仿真模型，利用不同工況下的實驗數(shù)據(jù)對所建模型進行了檢驗。 (3)分別研制了發(fā)動機歧管絕對壓力(MAP)傳感器和熱式空氣質量流量(MAF)傳感器靜、動態(tài)標定實驗臺，建立了廢

3、氣氧(EGO)傳感器標定實驗裝置。研究了空燃比前饋一反饋控制系統(tǒng)中4種關鍵傳感器的特性。基于兩步辨識法建立了熱線式、熱膜式MAF傳感器和EGO傳感器塊聯(lián)結構的動態(tài)非線性模型。 (4)基于進氣平均穩(wěn)定流動的假設，利用發(fā)動機臺架實驗數(shù)據(jù)，建立了用于穩(wěn)態(tài)空燃比前饋控制的遞階模型，并通過該模型生成三維初始控制脈譜圖，解決了非實驗工況點的數(shù)據(jù)產生問題。采用迭代學習控制技術，研究了基于單閥調節(jié)和雙閥調節(jié)的穩(wěn)態(tài)空燃比校正算法，考察了不同算法的