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小排量汽油机燃油喷射控制系统及其优化技术研究
| 论文题名： | 小排量汽油机燃油喷射控制系统及其优化技术研究 |
| 关键词： | 发动机;燃油喷射;控制策略;汽油机;摩托车 |
| 摘要： | 发动机电喷控制技术是提高其动力性、燃油经济性和降低排放污染的一项重要措施，已广泛地应用到各类车用发动机上，成为汽车工业节能和降低排放污染的主流技术。文中针对K162FM摩托车用小排量汽油发动机，开展了电控燃油喷射与系统优化技术的研究。 根据摩托车用小排量汽油机自身的特点及研究的需要，建立了发动机性能测试试验台。对发动机进气系统、供油系统进行了重新设计和选配：提出了本课题的软硬件设计原则和要求。采用美国Cygnal公司先进的混合信号系统芯片设计了发动机电控单元(ECU)硬件系统，按照、“中断+主控程序”的设计思想设计了电控单元的软件系统；应用扩展的卡尔曼滤波理论研究了瞬态工况下发动机循环进气量的最优估计算法，获得更接近真值的进气量，提高空燃比的控制精度，并针对发动机的不同工况，制定了相应的燃油喷射控制策略。 为了满足小排量汽油发动机电喷系统控制参数优化匹配试验的需要，研究了电控汽油机控制参数上位机标定系统，通过RS-232C接口实现与电控单元的实时通信。该系统能够进行数据分析与计算，确定各工况最佳工作状态点，绘制最优喷油和点火提前角MAP图，为电喷发动机精确控制提供最优控制参数。 根据系统辨识原理，设计了怠速工况模型的辨识试验。通过离线参数估计，建立了小排量汽油机怠速工况动态数学模型，并进行了简化和修正。在此基础上，设计了怠速工况预测PID控制器，对发动机怠速稳定性进行预测控制研究和仿真分析。结果表明预测PID控制器具有良好的控制效果，能够实现怠速工况的转速稳定性控制。 控制参数优化是电喷发动机研究中的重要环节。文中引入多目标优化理论，根据不同性能指标下的数据优化，获取发动机某一工况下的最优控制量。在此基础上，进行了电控发动机的经济性、动力性和排放性试验研究，并与原机进行了对比分析。试验结果显示电控发动机的油耗率、排放指标均比原机有较大幅度的降低，动力性较原机略有提高。 研究表明本课题电控系统的研制是成功的，控制策略和优化方法是正确的，具有广阔的应用前景。 |
| 作者： | 谭德荣 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 严新平;刘正林 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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