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增压直喷式双VVT汽油机负荷控制研究
资料介绍
随着环境污染、能源危机的加剧，世界各国都提出了越来越严苛的排放法规，节能减排已经深入人心。相对传统汽油机，小型强化汽油机能降低泵气损失，具有较好的动力性和经济性，已逐渐成为汽车市场主流。缸内直喷、涡轮增压和双VVT技术是小型汽油机节能减排的核心。本文基于一款1.0T三缸直喷双VVT汽油机开发了Open-ECU控制器，基于扭矩架构设计了控制策略，采用了主动抗扰思想进行执行器控制，实现了发动机的稳定运转，并优化了控制效果。
首先，搭建实验台架，开发硬件平台和基础软件平台，硬件平台以英飞凌的32位多核单片机TC27x为核心控制单元，包括电源管理、最小系统、信号采集、boost升压电路、点火驱动、低边驱动、喷油器驱动、CAN通信等模块。基础软件设计包含发动机位置、复杂信号驱动、A/D转换、I/O输入输出、通信、故障诊断和任务调度等模块，为发动机的稳定运转打下基础。
其次，基于扭矩架构进行整体控制策略开发，其中包含扭矩管理、空气模型、增压压力控制、节气门控制、VVT控制、歧管压力控制、空燃比控制、轨压控制、点火角控制、爆震控制、发动机状态机、发动机保护及故障诊断等模块。策略以原始油门扭矩为基础，在慢速扭矩控制过程中通过控制目标进气量，从而控制节气门；在快速扭矩中控制目标点火效率，从而控制点火角来达到需求扭矩的快速响应。最终在扭矩架构管理模块输出空气系统执行器的目标值，实现对节气门、增压器以及VVT的扭矩分配。根据各个执行器的工作特点，建立相应的控制器模型，实现执行器的快速响应和稳定控制，优化了发动机的控制效果。
再次，在执行器的控制过程中，设计PID控制器来进行各个执行器的控制，在调试过程中，发现采用单一PID参数常常不能满足复杂控制对象的需要，常常采用分段式PID，需要大量的参数标定，增加了调参的难度，且废气阀与VVT的控制均面临着不同程度的外部干扰，很难达到理想的控制效果。采用基于主动控制器 ADRC(Active Disturbances Rejection Controller)的控制思想，通过带宽来表征ADRC需要整定的参数，利用带宽进行参数的调试，直接产生作用，经过建模和大量的实验分析，ADRC控制器可以实现较好的控制效果。
实验表明，本研究...
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