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天然气/汽油两用燃料发动机燃料切换的优化控制
| 论文题名： | 天然气/汽油两用燃料发动机燃料切换的优化控制 |
| 关键词： | 汽车发动机;天然气;汽油;两用燃料发动机;油气切换;神经网络;预测控制 |
| 摘要： | 随着汽车工业的高速发展及汽车保有量的急剧增加，汽车造成的环境污染及石油危机问题日益突出，促使人们去寻找可以代替石油的清洁能源。作为车用动机代用燃料，压缩天然气CNG(Compressed Natural Gas)可有效地缓和这一矛盾。天然气/汽油两用燃料发动机以其排放性能良好、改装方便、使用灵活的优点受到人们的重视。 一般在低负荷下使用纯天然气作为发动机的燃料，中、高负荷下采用汽油作为发动机燃料。目前的两用燃料发动机都是在原有汽油发动机的基础上改装的，其起动方式依然采用的是汽油起动方式，利用汽油起动后切换到天然气，并且目前CNG加气站数量有限，因此对于两用燃料发动机来说，存在纯汽油燃料工况向纯天然气燃料工况以及纯天然气燃料工况向纯汽油燃料工况的切换过程，发动机在此过程中转速波动大、排放恶化。 为避免两用燃料发动机在由纯汽油工况向纯天然气工况切换过程中出现的转速大幅度波动现象和节约发动机燃料成本，本文在国内外相关研究的基础上，对天然气/汽油两用燃料发动机进行了性能研究。分析了两用燃料发动机性能恶化的原因和油气切换过程，分析了切换过程中引起速度波动的原因，并综合考虑发动机的动力性和经济性，提出了油气切换过程优化控制的目标函数，并依据变分法和发动机的相关理论与实践知识，建立了油气切换过程的简化数学模型。 发动机是一个具有时滞性、不确定性、严重非线性、时变性的系统，对其施以控制就需要一种高级、快速、可靠、有效的控制方法。本文通过建立发动机的控制模型，并对比了各控制算法，在比较详细地分析了神经网络预测控制算法基础上，运用神经网络预测控制对两用燃料发动动机油气切换过程的燃料进行调节，实现了此过程的优化控制。运用MATLAB对模型和切换程的优化控制进行了仿真，并对仿真结果进行了分析，说明了模型和控制算法的有效性和实用性。 |
| 作者： | 邱秀君 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 姚加飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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