渦輪增壓汽油機徑向渦輪的面向控制建模

渦輪增壓汽油機徑向渦輪的面向控制建模

針對渦輪增壓汽油機的渦輪機，提出了一種基于面向控制的旨在預測渦輪機主要參數(shù)的模型。將渦輪機模擬為帶有兩個噴嘴的腔體，且其兩個噴嘴的壓力比不同。在此假設基礎上，提出了一種非線性估計算法，以確定這兩個壓力比之間的關系。通過在一個1.7L汽油機上采集持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行試驗驗證。試驗結果表明，建立的模型可以用于預測渦輪機的質量流量，平均誤差為1.4%。另外，設計了一個非線性觀測器，以觀測渦輪增壓機的非測量數(shù)據(jù)。對所設計的觀測器進行了測試，結果表明，觀測器可用來估計渦輪轉子轉速、壓縮機上方的流量及壓縮器下游的溫度。

研究所用發(fā)動機為4缸汽油機，其有一系列傳感器，可以用來測量轉子轉速和溫度；發(fā)動機與同步測功機相連，用來測量轉速等信息。

建立了渦輪機模型，并提出了渦輪機的重要參數(shù)（噴油嘴有效面積和渦輪機效率）的估計算法。計算結果表明，參數(shù)估計比傳統(tǒng)查表法得到的結果誤差更小。建立了渦輪增壓器的非線性觀測器以估計其參數(shù)，如轉子轉速、壓縮機空氣流量及壓縮機下游溫度。通過對比觀測器估計結果與實測結果，發(fā)現(xiàn)二者具有很高的一致性，表明觀測器的設計是合理的。

R.Salehi et al.American Control Conference（ACC），17-19 June 2013.

編譯：白鴿