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专利号: 2016108557008
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 燃烧发动机;热气或燃烧生成物的发动机装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种微耕机汽油发动机空燃比优化控制方法,其特征在于:所述控制方法包括如下步骤:

1)、建立微耕机汽油发动机的空燃比与喷油量的连续时间二阶动力学模型,参见式(1):其中,符号t是模型式(1)的时间变量;u(t)为微耕机汽油发动机在t时刻的喷油量,单位g/s;y(t)为微耕机汽油发动机在t时刻的空燃比;列向量x(t)=[x1(t);x2(t)]称为状态向量,x1(t)是液化在进气歧管壁上的燃油蒸发质量流量,单位g/s,x2(t)是未液化部分燃油蒸发质量流量,单位g/s;对角矩阵A∈R2×2和列向量B∈R2×1分别称为状态矩阵和控制矩阵;

2)、根据微耕机汽油发动机的空燃比控制的目标值为yr和当前时刻的空气流量qa,定义状态向量的目标值xr,参见式(2):

3)、定义汽油发动机喷油量的目标值ur,参见式(3):

ur=-(BTB)-1BTAxr                     (3)其中,符号T表示矩阵的转置;

4)、结合式(2)和式(3),定义符号z=x-xr和v=u-ur,代入式(1),整理得到一个等价的空燃比连续时间动力学模型,参见式(4):

5)、结合等价模型式(4),定义一个输入函数,参见式(5):

其中,θ1和θ2是未知参数,符号T表示向量的转;

6)、结合原始的模型式(1),在t时刻定义一个跟踪偏差和喷油量的性能函数,参见式(6):其中,tN是预测时间窗口,Q是跟踪偏差加权矩阵,R是喷油量加权矩阵,符号s是积分变量;结合输入函数(5),在线求解优化控制问题,参见式(7):其中,D为参数θ1和θ2的取值区间,符号“s.t.”表示“约束”;利用数值求解算法,得到参数θ1和θ2的一组最优解θ1*和θ2*,代入式(5),定义发动机在t时刻喷油量的一个最优控制器,参见式(8):

7)、在线测量微耕机汽油发动机的实际空燃比值和空气流量,根据式(7)在线求解参数θ1和θ2的最优值,获得实时计算微耕机汽油发动机的喷油量,发动机自动调节控制系统根据喷油量的计算结果实时调整进入气缸内的喷油量,如此周而复始,实现微耕机汽油发动机空燃比对目标值yr的自动调节。