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发动机电磁驱动配气机构的控制技术研究
| 论文题名： | 发动机电磁驱动配气机构的控制技术研究 |
| 关键词： | 无凸轮发动机;配气机构;可变气门;电磁驱动气门;最优控制;燃油经济性 |
| 摘要： | 可变气门技术(VVTL)在汽车领域被认定是推动发动机发展的最为有效的技术,必将对内燃机的发展产生深远影响,而其中发动机电磁气门驱动(Electromagnetic ValveActuation,EVA)是最具有潜在技术优势的可变气门驱动方案之一。它属于无凸轮轴可变气门驱动,与凸轮轴驱动可变气门技术相比,可以单独地灵活控制四个气门正时、实现“柔性配气定时”、简化发动机结构、方便实现发动机依次停缸,从而可以显著地提高发动机的动力性、燃油经济性和降低有害排放。国内外研究机构对此项技术进行了多年的研究,在结构设计和控制策略方面虽有所突破,但仍有许多问题未得到完善解决,特别是实现气门的软着陆,因此仍需进一步研究。本论文针对一种发动机的电磁驱动配气机构系统,以研究其控制技术为主要目标。 在本论文中,对电磁驱动配气机构系统进行了分析,对其执行器中电磁线圈的参数进行了设计计算,建立了系统模型,得到了一个较为简化的非线性系统方程,并通过实验测量得到了模型中的相关参数。分别利用精确线性化方法和近似线性化对系统数学模型进行了全局线性化和在气门落座位置附近局部线性化,以此作为控制策略研究的基础。然后分析了线性化系统的传递函数,利用根轨迹法配置系统的零极点分布,设计出PID控制器。又利用线性化系统模型的状态空间形式根据最优控制理论设计了最优控制器(包括线性二次型跟踪器和线性二次型状态调节器),并用所设计的两种控制器进行了反馈控制仿真。仿真结果表明,所设计的两种控制器均能使气门运动满足控制要求。最后利用dSPACE控制平台自行搭建了电磁驱动配气机构的测试系统,进行了动态特性试验研究,以验证控制策略的合理性。 |
| 作者： | 顾浩 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 常思勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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