柴油机可调两级增压系统变海拔自适应控制研究

发布时间：2018-04-20 21:03

  本文选题：可调两级增压 + 自适应控制　； 参考：《上海交通大学》2015年硕士论文

【摘要】：高原柴油机在宽范围变海拔环境运行时由于大气压力下降,进气量减小而导致动力性能、经济性、排放性等一系列性能恶化问题。通过匹配可调两级增压系统并制定增压系统变海拔运行的控制策略,实现柴油机高原性能的恢复以及变海拔运行的自适应性。本文基于某V型柴油机原机的高原实验数据,建立柴油机的GT-power稳态计算模型并进行可调两级增压计算模型的改造。基于可调两级增压系统的等效增压器数学模型,提出了可调两级增压系统变海拔匹配的方法,对某V型柴油机进行可调两级增压系统高原匹配并验证了匹配方案的功率恢复指标和调节能力。计算分析了全工况下阀门的调节特性以及开度对油耗率的影响规律,制定了柴油机变海拔、全工况下的可调两级增压系统的最佳阀门开度MAP图和最佳增压压力MAP图。开发了可调两级增压系统变海拔自适应控制的软硬件控制系统;搭建了基于实时控制的可调两级增压系统的平均值模型,并结合dSPACE实时系统以及两级增压控制系统的硬件平台,组成了可调两级增压系统柴油机自适应控制系统的硬件在环仿真平台。基于dSPACE硬件在环仿真平台,研究分析了三种自适应控制策略的稳态和瞬态响应控制性能;结合三种控制策略的特点以及柴油机调节阀门开度到增压压力的系统传递函数,制定了可调两级增压系统变海拔自适应控制的优化方案,对优化方案进行变海拔瞬态响应控制特性研究。
[Abstract]:A series of performance deterioration problems such as power performance economy emission and so on are caused by the decrease of atmospheric pressure and the decrease of air intake during the operation of plateau diesel engine in a wide range of varying altitude environment. By matching the adjustable two stage supercharging system and formulating the control strategy of variable altitude operation of the turbocharging system, the performance recovery of diesel engine and the adaptability of variable altitude operation are realized. Based on the plateau experimental data of a V type diesel engine, the GT-power steady state calculation model of diesel engine is established and the adjustable two stage supercharging calculation model is modified. Based on the mathematical model of equivalent supercharger of adjustable two-stage supercharging system, a method of variable altitude matching for adjustable two-stage supercharging system is proposed. The plateau matching of a V diesel engine with adjustable two stage supercharging system is carried out and the power recovery index and regulation ability of the matching scheme are verified. The regulation characteristics of valve and the influence of opening degree on fuel consumption rate are calculated and analyzed. The optimal valve opening MAP diagram and optimal supercharging pressure MAP diagram of adjustable two-stage supercharging system of diesel engine at variable altitude and all working conditions are worked out. The software and hardware control system of adjustable two-stage turbocharging system with variable altitude adaptive control is developed, the average value model of adjustable two-stage supercharging system based on real-time control is built, and the hardware platform of dSPACE real-time system and two-stage supercharging control system is combined. The hardware in loop simulation platform of diesel engine adaptive control system of adjustable two stage turbocharging system is constructed. Based on the dSPACE hardware in loop simulation platform, the steady-state and transient response control performance of the three adaptive control strategies is studied and analyzed, and the system transfer function of the diesel engine to adjust the valve opening to the pressurized pressure is combined with the characteristics of the three control strategies. The optimization scheme of variable altitude adaptive control for adjustable two stage turbocharging system is established. The transient response control characteristics of the optimized scheme are studied.
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK423

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本文编号：1779415