基于迭代Reference Governor的自由活塞发动机活塞运动控制

发布时间：2018-02-13 20:59

  本文关键词： 自由活塞发动机 活塞运动控制 Reference Governor 约束　出处：《控制理论与应用》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：精确的活塞运动控制是实现自由活塞发动机(free piston engine,FPE)安全可靠运行的前提,本文的主要研究内容是带有约束的FPE活塞运动控制.根据活塞运动控制问题描述,建立了FPE面向控制的非线性离散模型;设计状态反馈控制器,通过控制循环喷油量使活塞运动位置跟踪期望值;针对电磁负载变化引起的活塞运动瞬态波动超出安全约束的问题,考虑闭环系统非线性隐式的特点,在不改变原状态反馈控制的框架下,提出基于牛顿迭代的Reference Governor来调节负载,保证系统运动满足安全约束.所提出的控制方法为带有约束FPE活塞运动控制提供解决方案的同时,扩展了Reference Governor算法在隐式系统的应用.通过MATLAB与AMESim联合仿真验证了控制方法的有效性.
[Abstract]:Accurate piston motion control is the prerequisite for the safe and reliable operation of free piston engine free piston engine. The main content of this paper is the FPE piston motion control with constraints. A control oriented nonlinear discrete model of FPE is established, and a state feedback controller is designed to track the expected value of piston motion by controlling the fuel injection. Aiming at the problem that the transient fluctuation of piston motion caused by electromagnetic load is beyond the safety constraint, considering the characteristics of nonlinear implicit expression of closed-loop system, a Newtonian iterative Reference Governor is proposed to adjust the load without changing the original state feedback control. The proposed control method provides a solution for the motion control of FPE piston with constraints at the same time, The application of Reference Governor algorithm in implicit systems is extended, and the effectiveness of the control method is verified by MATLAB and AMESim simulation.
【作者单位】： 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室;美国密歇根大学航空航天工程学院;吉林大学控制科学与工程系;
【基金】：国家自然科学基金项目(61520106008,61374046,61403159)资助~~
【分类号】：U464.133.1;TP273

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本文编号：1509089