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意大利UNIVER增壓氣缸
隨著生活品質(zhì)的不斷提高，人們對(duì)汽車的性能要求也不斷提升，希望其具有良好的舒適性，動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。在這種背景下，廢氣渦輪增壓氣缸應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)自然進(jìn)氣氣缸相比，廢氣渦輪增壓氣缸能夠利UNIVER氣缸排除的尾氣作為動(dòng)力源對(duì)進(jìn)入氣缸的空氣進(jìn)行壓縮，從而使燃油燃燒更充分，提高了氣缸的輸出動(dòng)力，因而逐漸成為了氣缸中的主流產(chǎn)品。

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廢氣渦輪增壓汽油機(jī)氣路內(nèi)部具有節(jié)氣門和廢氣旁通閥兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，兩者彼此耦合，控制動(dòng)作相互影響，且廢氣渦輪增壓汽油機(jī)氣路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有大量map,并存在參數(shù)不確定性等因素，這些問(wèn)題不但導(dǎo)致很難得到精確的數(shù)學(xué)模型，且給如何有效的控制廢氣渦輪增壓汽油機(jī)提出了挑戰(zhàn)。針對(duì)上述研究問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)控制算法，并在以扭矩需求為中心的前提下，提出如下控制方案：首先，將期望扭矩通過(guò)查找解釋扭矩需求map轉(zhuǎn)換成期望氣缸進(jìn)氣量，然后，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型預(yù)測(cè)控制算法在滿足約束的前提下，跟蹤該期望進(jìn)氣量。對(duì)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)，zui重要的是激勵(lì)數(shù)據(jù)的選擇，本文通過(guò)對(duì)渦輪增壓汽油機(jī)氣路的詳細(xì)分析，選擇了節(jié)氣門開度，廢氣旁通閥開度和轉(zhuǎn)速作為激勵(lì)數(shù)據(jù)的輸入；選擇氣缸進(jìn)氣量，進(jìn)氣歧管壓強(qiáng)和排氣歧管壓強(qiáng)作為激勵(lì)輸出。在控制器設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先，將獲得的激勵(lì)數(shù)據(jù)構(gòu)造成Hankel矩陣，通過(guò)zui小二乘法得到模型的預(yù)測(cè)方程，并利用分離矩陣將預(yù)測(cè)方程分離成三個(gè)獨(dú)立的預(yù)測(cè)方程，分離后的預(yù)測(cè)矩陣維數(shù)降低了，進(jìn)而減少了控制器的計(jì)算量。然后，設(shè)計(jì)了在跟蹤期望進(jìn)氣量的同時(shí)，能夠限制進(jìn)排氣歧管壓強(qiáng)比，以防止氣缸爆震的代價(jià)函數(shù)，并利用粒子群優(yōu)化算法（PSO）對(duì)代價(jià)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，得到滿足要求的控制率。zui后，在氣缸仿真軟件en DYNA上進(jìn)行了多種工況的離線實(shí)驗(yàn)，并完善了基于d SPACE和x PC-Target的快速原型（RCP）實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，進(jìn)行了快速原型實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所設(shè)計(jì)的控制器有著良好的控制效果和實(shí)時(shí)性。

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增壓技術(shù)的應(yīng)用極大地改善了柴油機(jī)的性能。通過(guò)增壓增加了氣缸的進(jìn)氣量，不僅可以加大供油量提高柴油機(jī)功率，而且進(jìn)入氣缸的燃油可以充分燃燒，降低燃油消耗率，改善柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。隨著增壓技術(shù)向高增壓比方向的發(fā)展，為了進(jìn)一步完善柴油機(jī)與增壓器的匹配性能和提高柴油機(jī)的平均有效壓力，需要進(jìn)行一系列增壓系統(tǒng)試驗(yàn)研究。因此研制操作方便、性能可靠、滿足動(dòng)態(tài)測(cè)量精度要求的柴油機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)測(cè)量分析系統(tǒng)具有十分重要的意義。