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长安大学 硕士学位论文 发动机转速自动控制系统理论研究 姓名：周晓宏 申请学位级别：硕士 专业：交通信息工程及控制 指导教师：揣锦华  摘要 器：线性二次型最优控制器和最优Ⅳ，鲁棒控制器。 ?Ｂ嘲艨刂评砺郏??℉。鲁棒控制理论的概念羊¨实质、Ⅳ，标准 ?题描述、Ⅳ。鲁棒控制器设计方法、小增益理论、混合灵敏度问题以及加权踏： 的选择等。接着运用???鲁棒控制工具箱进行最优Ⅳ，鲁棒控制器设计。 最后，对此控制器作用下的闭环系统作了一个全面的分析。 最后，分析了参数摄动对两种控制器的影响。结果显示，控制器具有较强 的鲁棒性。 关键词：发动机：转速控制；最优控制：加权函数：鲁棒控制：参数摄动  ???? ? ? ?? ? ? ?? ??? ??? ??? ? ?? ?? ? ??? ???? ???? ??? ? ? ??? ??? ?????甌??? ??? ? ? ? ? ? ???? ???? ?????，? ?? ????????? ???? ???? ? ??? ??????? ? ?????． ? ??? ?????．? ??????? ??? ? ?? ??? ? ???? ?? ? ??? ????? ? ??? ??? ??? ??? ??? ?? ? ??? ? ??? ?? ????? ? ???? ?? ??? ?????琲???? ? ?． ????，?????? ????，???? ? ? ???瑃? ? ? ? ??? ? ?圩。??? ??? ?????琲???? ???? ???? ????瑃???? ???? ?? ???????? ??，? ????瑆???? ??? ? ???? ??? ??? ??? ? ??? ???? ?????、撕? ?????????? ? ?? ?? ? ? ???． ???篹???籹??????籵?痬? ????；??? ????粀???? ?  第一章绪论 第一章绪论 ??控制中的控制律设计 速度控制的核心问题是控制器的设计，它决定了控制器输入与输出的传递关 系。目前，控制器的设计方法主要有：线性二次型最优控制器设计、极点配置控 要对象是结构参数模型比较准确、激励和测量信号比较确定的系统。 人的成果，于??年发表了《控制论》，为控制理论这门学科的产生奠定了基础。 传统的经典控制理论和现代控制理论已经在主动控制方面得到广泛的应用。但 是，这两种控制理论是基于确定性模型的控制，设计控制律时必须确定所控系统 的数学模型。 以现代控制理论中的状态空间理论为基础的最优控制算法是当前控制中采 用最为普遍的控制器设计方法，它所能解决的主要对象是结构参数模型比较准 确、激励和测量信号比较确定的系统，尽管最优控制理论在实际问题的应用中有 一定的局限性，但它仍然是控制的基本方法，在控制系统的控制器设计过程中， 最优控制、次最优控制、极点配置及模态控制是最为常见的设计方法。 随着被控对象越来越复杂，即表现为高度的非线性、高噪声干扰、动态突变 性以及分散的元件与执行元件。这些复杂性都难以用精确的数学模型来描述。除 此之外，系统往往会存在一些不确定性，也难以用精确的数学模型来描述。因此， 基于精确模型的传统控制难以实现对上述复杂对象的控制。 由于系统的参数摄动是普遍存在的，因此要得到系统的准确参数模型是很难 的，这样基于准确结构参数模型的控制器设计方法就存在不可避免的缺陷。为了 解决这个问题，就出现了鲁棒控制理论。鲁棒控制理论是建立在模型的不确定基 ?  第一章绪论 ??本文选题内容 本文研究内容是：为～个汽车发动机设计一个线性二次型最优控制器和一个 最优片，鲁棒控制器，并对两种控制器进行全面的分析和比较。具体内容如下： ???谓?序庥泞簟＠馨艨刂破魃杓啤＝樯躵Ⅳ。鲁棒控制理论的发展过 柯，简要阐述??簟＠馨艨刂奇柯郏?菜孩簟Ｂ宠骺刂评砺跩．『臼概念和实质、Ⅳ。标 降?５难∏さ取＝禹曹飞像蟠∕???嘲艨刂芓具箱进行最优Ⅳ。鲁棒控制器设计。 域后，对此控制器作崩卜的??环系统作』，一个全面的分析。 制方法可行性和实施方案，作为实物研究工作的基础。 ?  第二章发动机模型性能分析 在本章里，为了便于后续应用???进行控制器设计，首先要建立发动 机系统的数学模型，然后将状态空间模型转化成各种???所需的数学模型， 并对系统进行一个比较全面的分析，包括稳定性分析和响应分析。 ??发动机数学模型 汽车发动机可以抽象描述为一个二元模型：发动机——耗能装置模型。工作 过程中由发动机产生动力，经过曲轴和变速箱等装置将动力传递给耗能装置。而 ??Ｊ?，当耗能装置调整参数?１浠?保?⒍??刂苹??节气门或喷油泵 ????位簧??灿ν?