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专利号: 2019106976458
申请人: 江南大学
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:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种柴油机废气再循环系统事件触发控制装置,其特征在于,所述柴油机废气再循环系统事件触发控制装置包括:状态观测器,所述状态观测器用于对柴油机再循环系统的系统状态变量进行估计,并将估计结果送入事件检测器;

事件检测器,所述事件检测器用于根据状态观测器的估计结果和事件触发条件对所述系统状态信息进行计算、比较,判断控制器是否需要更新系统控制变量参数;

控制器,若事件检测器的判断结果为需要更新,控制器将基于事件触发的系统控制变量参数输入零阶保持器;

零阶保持器,所述零阶保持器用于将控制器输出的离散的系统控制变量参数转变为连续的系统控制变量参数,并输出给柴油机废气再循环系统。

2.如权利要求1所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制装置,其特征在于,所述系统控制变量包括:可变截面涡轮增压器的气体质量流量Wt和废气再循环阀800的流量参数α(EGR)。

3.一种柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,所述柴油机废气再循环系统事件触发控制方法包括:获取所述柴油机废气再循环系统的系统状态变量信息;

根据所述系统状态变量信息得到线性的柴油机再循环系统模型计算出系统状态变量;

选取状态观测增益矩阵L,根据所选取的状态观测增益矩阵L对柴油机再循环系统的系统状态变量进行状态估计;

判断所估计后的系统状态变量是否满足事件触发条件,若满足则计算出与当前系统状态相对应的系统控制变量参数;

更新柴油机废气再循环系统中的系统控制变量参数。

4.如权利要求3所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,所述系统状态变量包括:进气歧管压力p1、出气歧管压力p2和压缩机功率pc;所述系统控制变量包括:可变截面涡轮增压器的气体质量流量Wt和废气再循环阀的流量参数α(EGR)。

5.如权利要求4所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,所述线性的柴油机再循环系统模型的建立过程包括:根据所采集到的系统当前的状态信息,针对带有废气再循环阀门和可变截面涡轮增压器的柴油机建立非线性柴油机再循环系统模型;

对上述非线性柴油机再循环系统模型在平衡点进行雅可比线性化,得到线性化的柴油机再循环系统模型。

6.如权利要求5所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,所述非线性柴油机再循环系统模型如下:其中,Wc表示压缩机空气质量流量, ηc为压缩机功率,Ta为环境温度,cp=1kJ/(kgK)为恒定压强下的比热容, γ为比热随温度变化的比值;

ke为发动机泵系数; 为系统的传输延时,与发动机转速有关;

Wt为涡轮气体质量流量为系统控制变量之一,Pt为涡轮功率,Pt与Wt的关系为ηt为发动机功率,T2为出气歧管温度;Wf为已知的燃料质量流量;

τ为发动机到压缩机功率传递的时间常数;

ηm为发动机的机械功率;

α(EGR)为废气再循环阀流量参数,是系统控制变量之一;其中由下式确定:

7.如权利要求5所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,所述线性化的柴油机再循环系统模型建立过程如下:定义x1=p1-p1e,x2=p2-p2e,x3=Pc-Pce,u1=α(EGR)-α(EGRe),u2=Wt-Wte;其中下标e表示平衡点的变量值,d=Wf表示燃料质量流量为已知的扰动;

得到线性化的柴油机再循环系统模型,所述线性化的柴油机再循环系统模型为:其中 , C=[0  1  0] ;矩阵

矩阵 矩阵 矩阵

8.如权利要求3所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,所述事件触发条件为:tk+1=inf{t>tk|||e(t)||≥γ(t)}其中,tk表示为事件触发时刻, 表示系统误差,γ(t)为状态误差阈值,δ是具体系统特性参数。

9.如权利要求3所述的柴油机废气再循环系统事件触发控制方法,其特征在于,若满足则计算出与当前系统状态相对应的系统控制变量参数;系统控制变量参数的计算公式为:u(t)=Kx(tk),其中K为由极点配置确定的闭环控制器增益矩阵。,其中