用T-S法控制装有EGR系统的涡轮增压式柴油发动机

用T-S法控制装有EGR系统的涡轮增压式柴油发动机

涡轮增压器由涡轮机和连接在同轴上的压缩机组成。涡轮机从废气中获得能量驱动压缩机。新鲜空气和EGR气流进入进气歧管再到气缸。将燃料直接喷射到气缸并燃烧，产生转矩使曲轴旋转，将热的废气排到排气歧管。排气歧管中的部分废气通过涡轮机从发动机中排出，另一部分循环进入进气歧管。

采用平均值建模方法建立了一个七自由度发动机模型，用来描述进、排气歧管中的气体质量变化、压力以及燃料气体比例，第7个参数是涡轮增压器动力。由于进、排气歧管中的燃气比例不易测量，因此可以不考虑这两个参数。同理，气体质量变化也可忽略不计，因此可以简化成一个三自由度模型。使用AMESim软件与Simulink联合仿真验证发动机模型。

非线性模型的T-S模糊表示法假定能直接控制通过涡轮机和EGR的气流。这个非线性系统及其相关关系可用状态空间方程表示。通过模糊IF THEN规则描述T-S模糊动态模型，局部地描绘了非线性系统的线性输入-输出关系。可以使用模糊观测器设计出一个状态反馈模糊控制器。其中，设计空气反馈循环的目的是控制气缸中的空气和废气。在实际应用中，只能测量和空气、废气等价的变量。为减小原输出和参考输入之间的误差，应用了非线性李雅普诺夫函数，其中，使用积分器来减小稳态误差。由于增广系统的状态矩阵式三角关系，因此可以分成两个独立的部分：控制器增益和观测器增益。为保证观测器的收敛速度大于控制器的，可以进行极点配置。

InesABIDIetal.2012 20thMediterraneanConference on Control&Automation（MED）Barcelona, Spain,July 3-6,2012.

编译：倪媛媛