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基于PID的柴油机ECU轨压控制研究
| 论文题名： | 基于PID的柴油机ECU轨压控制研究 |
| 关键词： | 柴油机;ECU技术;PID控制算法;轨压控制 |
| 摘要： | ECU是柴油发动机的重要组成部件，主要实现对共轨压力、喷油量及喷油定时的实时控制。共轨压力不仅决定了喷油压力的高低，而且是喷油计量的重要参数，其稳定性和过渡响应直接影响发动机起动、怠速、加速等性能。因此，对共轨压力的控制是ECU技术中的一个重点和难点。 在柴油机起动和关机阶段，对轨压采用开环控制。起动时，ECU根据发动机转速和温度查MAP后，直接输出体积流率；关机的时候则直接输出一个标定好的常数。正常工况时，采取基于专家系统的PID控制算法对共轨压力进行控制，将目标轨压值与实际轨压值比较，根据两者之差，通过PID控制算法求得计量单元体积流率，最后根据体积流率得出电磁阀的占空比，其中，PID参数是根据转速和系统温度的不同实现自适应。在控制过程中，还应用了积分分离和部分微分等方法，减小了系统的超调量和高频干扰，使控制性能更为理想。 根据最小系统功能需求，设计、测量了油泵在0MPa、20MPa、30MPa、50MPa和80MPa压力下不同转速时的出油量。同时，测量了轨压传感器在0—120MPa时的特性数据和喷油器分别在30MPa、50MPa、70MPa和90MPa时不同脉宽下的出油量和回油量。 围绕轨压控制策略，应用模块化的软件设计思想，设计实现了轨压控制底层程序、应用层程序和MAP查询程序。底层程序主要完成AD采集，PWM驱动和转速采集等任务；应用层程序的设计则是基于起动、正常和关机三种工况，完成轨压控制策略；MAP查询程序应用线性插值的方法，完成了MAP图的二维和三维查询。 在32位ECU上，以DK4A发动机为控制对象，进行了起动、怠速、加速和小负荷试验，轨压均稳定在设定值左右，误差保持在正负1—2MPa。同时，在喷油试验台上，以DV6的系统为基础，进行了动态轨压试验，轨压的动态响应时间在20ms以内，误差为正负1—2MPa。试验结果表明，所设计的控制方法和软件能够可靠运行，轨压控制达到了预期效果，具有较高的实用价值。 |
| 作者： | 江坤 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 张卫钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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