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废气再循环–可变几何截面涡轮增压柴油发动机燃气-控制理论与应用
第32 卷第8 期 控制 理 论 与 应 用 Vol. 32 No. 8
2015 年8 月 Control Theory Applications Aug. 2015
DOI: 10.7641/CTA.2015.41019
废废废气气气再再再循循循环环环–可可可变变变几几几何何何截截截面面面涡涡涡轮轮轮增增增压压压柴柴柴油油油发发发动动动机机机
燃燃燃气气气双双双环环环系系系统统统建建建模模模及及及协协协同同同控控控制制制
神艳艳, 王浩平 , 田 杨
(南京理工大学自动化学院, 江苏南京210094)
摘要: 针对废气再循环(EGR)与可变几何截面涡轮增压(VGT)的柴油发动机, 作者联合考虑其燃油动力转速调节回路
与气体回路, 提出了内外双环稳定动态反馈的控制策略. 其中, 内环回路是利用Lyapunov 函数设计的控制器, 控制燃油
质量流量来跟踪柴油发动机转速; 外环回路则设计EGR–VGT控制器, 跟踪气体回路的进排气歧管压力及压气机空气质
量流量, 并克服了柴油发动机建模中的不稳定零动态问题. 同时, 研究了气体流量与EGR和VGT 阀门开度之间的关系,
通过设计流量开度转换模块实现了两者控制的转换. 最后, 通过专业发动机软件AMESim与仿真软件MATLAB/
Simulink的联合仿真试验, 验证了该控制策略对柴油发动机燃油动力转速调节与气体回路控制的有效性.
关键词: 柴油发动机; 非线性控制; Lyapunov函数; 废气再循环; 可变几何截面涡轮增压; 联合仿真
中图分类号: TP273 文献标识码: A
Modeling and collaborative control for exhaust gas recirculation and
variable geometry turbocharger diesel engine fuel-air dual-loop system
SHEN Yan-yan, WANG Hao-ping , TIAN Yang
(College of Automation, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing Jiangsu 210094, China)
Abstract: For diesel engine equipped with exhaust gas recirculation (EGR) and variable geometry turbocharger (VGT),
the fuel-speed regulation path and air path are considered simultaneously, and an inner-outer dual-loop based dynamical
feedback stabilization control approach is proposed. Specifically, in the inner loop, we adopt a control strategy based on
Lyapunov function which achieves the engine speed trajectory tracking by designing the fuel mass flow rate; in the outer
loop
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