柴油机电控VE泵油量执行器系统建模与抗干扰控制方法研究

发布时间：2020-04-14 06:34

【摘要】：柴油机因其燃烧效率高、功率密度大、油耗少、适用性强等优点,在车用动力中占据着越来越重要的地位。柴油机电控燃油喷射系统成为目前柴油机控制领域的重要发展方向之一。采用电控技术,将有效改善柴油机的动力性和经济性,降低柴油机的有害排放。在VE分配泵上实施位置式电控,对原供油系统改动较少,开发周期较短,比较适合我国目前的国情。电控VE泵中的油量执行器控制着进入发动机的燃油流量,其基本原理是通过旋转电磁铁带动控制轴旋转,利用偏心球的偏心关系直接带动泵油量调节滑套左右运动,改变其供油有效行程,控制供油量。本文针对柴油机电控燃油喷射VE泵中油量执行器控制系统的性能提升问题展开了研究。通过油量执行器系统的建模,从不同角度提出多种先进控制方案,以实现油量执行器闭环系统性能的提升,并完成方案的仿真和实验验证。本文介绍了油量执行器的机械结构和基本电磁原理,分析了油量执行器的非线性特性,并建立了数学模型。在此基础上,我们首先研究了基于线性反馈控制的油量执行器系统控制方案。分析表明,在非线性项和外部扰动的影响下,系统性能难以令人满意。因此,本文研究提出了基于非线性反馈与扰动观测补偿的油量执行器复合控制方案。这种控制方案通过扰动观测器观测系统扰动,仿真结果验证了采用该方案使得系统的动态特性和稳态特性都得到了提升。油泵实验台以及发动机台架实验均验证了该方案的有效性和工程可行性。在工程应用中,油量执行器系统中传感器采集的位置数据通常情况下都受噪声影响,本文将扩展卡尔曼滤波算法用于油量执行器非线性系统,对含有噪声的滑套位置信号进行滤波。首先介绍了卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波理论基础和算法实现,再针对油量执行器系统设计相应的扩展卡尔曼滤波算法。仿真验证表明,通过扩展卡尔曼滤波算法滤波后,油量执行器系统存在的噪声对滑套位置信号幅值的影响将大大减小,系统控制精度得到提升,系统的稳态性能也将进一步得到改善。
【图文】：

VE泵,内部结构

精度低；调节随转速的动态响应差进行闭环控制泵相比，电控泵可以进行闭环控制，控制精度高且油量控制的动泵沿用了机械泵的脉动供油原理，在原有机构上舍去了复杂的机行开发的旋转电磁铁执行机构直接控制供油量。电控式 VE 分配-3 所示。 VE 分配泵燃油喷射系统主要是由输油泵、高压燃油分配装置、置和喷油正时控制装置等部分组成[19]。柱塞压缩高压腔内的燃油喷油器喷入燃烧室内。当泵内的高压腔与低压腔相通时，高压腔止喷油。喷油开始至回油孔开启的柱塞行程即对应其工况下的喷采用控制滑套作为回油孔开启的控制装置，当控制套位置变化时通之间的油量也随之变化。滑套向驱动轴方向移动，供油行程缩，供油量减少。滑套向泵头方向移动，则供油量增加，这就可以

结构图,VE泵,油量,执行器

第一章绪论示，由线圈驱动旋转电磁铁的转子转动进而通位置由一非接触式电感传感器测定，并将其作的位置，，较机械式 VE 分配泵能更精确地控制少将直接影响柴油发动机的燃烧效率和尾气排以接下来将单独对油量执行器做进一步研究。确控制滑套的位置达到精确控制供油量的目的
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK423

【参考文献】