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收稿日期:2023-07-25
									
				
									
				
									
				
				
											上线日期:2023-12-04
									
			通讯作者:
					
        
               		WANG  Tianxiang, CUI  Tao*( ), ZHANG  Fujun, ZHAO  Yankai
), ZHANG  Fujun, ZHAO  Yankai
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2023-07-25
									
				
									
				
									
				
				
											Online:2023-12-04
									
			摘要:
涡轮增压技术是提高发动机动力性和经济性的主要途径之一,而传统废气涡轮增压在低速区间存在滞后性。电动增压技术能有效弥补涡轮增压技术不足,但增加了控制自由度,电复合增压控制策略是保证其性能的关键,为此提出一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的电复合柴油机进气控制策略。基于电动增压器数学物理方程,建立了离散预测控制模型和涡轮增压状态观测器与流量观测器;通过联合仿真平台,对控制策略和控制参数进行标定验证;对比不同工况下MPC与传统PID控制效果以及抗电源电压扰动能力。研究结果表明:基于所设计的观测器,控制算法能在不加装额外涡轮转速传感器的前提下,实现对进气压力的有效控制,最大稳态误差≤1%;能有效自适应正常工况下废气涡轮增压器的响应特性,提高低速响应,起步工况下5.2s内达到目标进气压比;与传统PID控制算法相比,具有更好抗干扰性和控制精度,动态误差降低42%。
中图分类号:
王天翔, 崔涛, 张付军, 赵彦凯. 基于MPC的电动复合增压柴油机进气压力控制[J]. 兵工学报, 2024, 45(10): 3642-3653.
WANG Tianxiang, CUI Tao, ZHANG Fujun, ZHAO Yankai. MPC-based Intake Pressure Control of Electric Compound Supercharged Diesel Engine[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(10): 3642-3653.
| 参数 | 数值 | 
|---|---|
| 柴油机压缩比 | 16.5 | 
| 柴油机气缸排列 | V型 | 
| 柴油机缸数 | 6 | 
| 柴油机缸径/mm | 132 | 
| 电机额定转速/(r·min-1) | 40000 | 
| 电机额定扭矩/(N·m) | 1.8 | 
| 电机额定功率/kW | 7.5 | 
| 电机最大功率/kW | 12 | 
表1 柴油机与电机部分参数
Table 1 Partial parameters of diesel engine
| 参数 | 数值 | 
|---|---|
| 柴油机压缩比 | 16.5 | 
| 柴油机气缸排列 | V型 | 
| 柴油机缸数 | 6 | 
| 柴油机缸径/mm | 132 | 
| 电机额定转速/(r·min-1) | 40000 | 
| 电机额定扭矩/(N·m) | 1.8 | 
| 电机额定功率/kW | 7.5 | 
| 电机最大功率/kW | 12 | 
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| doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.09.003 | |
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