基于滑模变结构理论电控柴油机速度控制研究

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：石唾日期：兰生兰：仁学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以

2、采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：易题巴导师(签名)：名多丝日期：功，3．f．牛武汉理工大学博士学位论文摘要滑模变结构控制具有鲁棒性强，不受系统参数影响和抗干扰的的特性，被广泛应用于工业领域，并取得了很好的效果。电控柴油机速度控制是一种典型的多扰动动态和时滞的非线性系统，为了使电控柴油机获得优异的速度稳定性和适应各种不同的工况，本文提出用滑模变结构算法来控制电控柴油机的速度。首先，本文分析了机械式柴油机通过齿条

3、进行滑模变结构控制算法在调速过程中的的优缺点。建立了主要执行方式的电磁执行器的数学模型，阐述了各种参数对电磁执行器动态特性的影响，分析了电控柴油机在不同使用要求的条件下，速度控制的不同应用。同时为了更加精准的设计和调试电控柴油机的控制算法，本文通过以某电控柴油机为研究对象的大量的试验，用均值建模方法建立了高压共轨柴油机的数学模型。然后，本文通过拟合大量数据的方法，获得以喷油量为控制量，速度为被控制量的控制模型。在阐述了滑模变结构控制理论的基础上，本文设计了传统非线性的变结构控制器。同时针对电控柴油机的应用不同，如车用，发电机组用和工程机械用，本文提出了针对不同负载特性的柴油

4、机滑模变结构控制算法。分析了滑模变结构控制抖振产生的原因和引起的后果后，采用Terminal滑模变结构控制算法设计电控柴油机速度控制器，以达到削弱抖振和优化速度控制的目的。为了对电控柴油机速度控制的精度进行实时的优化和调整，本文建立了电控柴油机的在环仿真平台，通过静态和动态速度响应的验证，基本达到实际柴油机使用的要求。同时建立了以喷油量为控制量，速度为被控制量的实验平台，在此平台上优化各种控制算法。通过调节电控柴油机速度控制算法的参数来优化速度控制的结果，从而验证控制算法的可行性和适应性。文中研究了传统和Terminal变结构控制算法，并设计电控柴油机速度控制器；在离线和在

5、线仿真系统上对滑模变结构控制算法进行了仿真实验，满足不同条件下电控柴油机速度控制的稳定性和快速响应的要求。最后，将PID控制器，传统滑模变结构控制器以及Terminal滑模变结构控制器对电控柴油机速度控制的效果进行比较和分析。详细地对比分析了速度控制跟踪系统的稳态误差，瞬态响应和对干扰的影响。得出了滑模变结构控制算武汉理工大学博士学位论文法和Terminal滑模变结构控制算法具有抗干扰能力强和鲁棒性强，速度控制较稳定，超调量和稳态误差较小和响应速度较快的优点；特别是Terminal滑模变结构控制算法跟踪性能好。PID控制器结构简单和可靠性强，能达到电控柴油速度控制的要求。关

6、键词：电控柴油机柴油机模型，在环仿真，滑模变结构控制算法AbstractSlidingVariableControlhasbeenwidelyintruducedinindustrialfie：ldsandgetgoodresults，becauseittakesstrongrobustnesswithoutparametersa腩ctedaIldanti-jammingfeatures．Theelectronicalcontroldieselengineisatypicalmulti—disturbancedynamicandnonlinearsystemofdelay．

7、Inordertomal(etheelectroniccontroldieselenginetogainexcellentspeedstabilityandadapttodifferentworkingenvironment，thisarticleintroducesavarietyofslidingvariablestructurecontrolalgorithmtocontrolthespeedoftheelectroniccon仃．oldieselengine．Firstly，thisarticleanaly