汽油机怠速稳定性的复合模糊-PID控制方法研究.pdf

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1、第3l卷第3期2010年6月内燃机工程ChineseInternalCombustionEngineEngineeringV01．31No．3June．2010文章编号：1000--0925(2010)03～0057一04310056汽油机怠速稳定性的复合模糊一PID控制方法研究李岳林，王立标，曾志伟，杜宝杰，汤彬，刘省波，李薛(长沙理工大学汽车与机械工程学院，长沙410076)StudyofCompoundFuzzy—PIDControlMethodforGasolineEngineIdlingSpeedControlLIYue-lin，WANGLi—biao，Z

2、ENGZhi’wei，DUBao-jie，TANGBin，LIUSheng-bo，LIXue(DepartmentofAutomobileandMechanicalEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410076，China)Abstract：Gasolineengineidlinginstabilityisacomrnonproblemofengineidlingcontrolsystem．Inordertoimprovesteadyanddynamiccharacteristi

3、csofgasolineengineidlingcontrol，anewtypecompoundfuzzy-PIDcontrolsystemwasdesignedandcomparedwiththetraditionalPIDsystemthroughsimulationbyMATLAB／Simulinkandtestindynamometer．Theresultsconfirmthatthecompoundfuzzy-PIDcontrolsystemcandecreaseremarkablyidlingspeedfluctuation．themaximumtran

4、sientripplevalueiSstillles$than15r／minwiththeair-conditionerloadaddedandithasanenoughrobustnessSOthatitissuitableforactualvehicles．0概述摘要：汽油机怠速不稳定是目前怠速控制存在的主要问题，为了提高怠速控制的稳态和动态特性，研究模糊控制方法在怠速控制中的应用，设计了一种新型的复合模糊-PID控制系统，在MATLAB／Simulink平台上与传统PID和模糊一PID控制系统进行了对比仿真，并在发动机台架上进行了试验验证。研究结果袁明：控制系

5、统可以显著地减小怠速波动，且在加载空调负载时，其瞬态最大波动幅值仍低于±15r／rain；控制系统具有很强的鲁棒性，适合于实车应用。关键词：内燃机；汽油机；怠速；复合模糊一PID；鲁棒性Keywords：ICengine；gasolineengine；idlingspeed；compoundfuzzy-PID；robustness中图分类号：TK417文献标识码：A．我国城市车速90％以上均低于40km／h，而怠速排放和油耗直接影响着低于40km／h运行的所有工况[1]。对于怠速而言，转速越高则燃油消耗量越大，通常情况下怠速应尽可能地低以降低油耗。但是，在发动机低速

6、运行时，Co和HC等排放物将明显增加，考虑对排放环保的严格要求，则怠速不能过低。在怠速使用条件下，冷却水温的变化、电器负荷、空调开启、自动变速器、动力转向伺服机构的接入均会引起怠速变化，使发动机运转不稳定甚至出现熄火现象。为了在怠速工况下使发动机在低排放下以最低的稳定转速(目标怠速)运行，提高发动机的排放性能和燃油经济性，本文将模糊控制与传统PID控制相结合，设计了一种新型的复合模糊一PID发动机怠速控制系统，从而提高了发动机怠速工况的稳定性。收藕日期：2008-10"-13基金项目：湖南省自然科学基金资助项目(06jJ20045)；湖南省教育厅重点资助科研项目(0

7、7A004)作者简介：李岳林(1963一)．男，教授．博士，主要研究方向为汽车综合节能与排放控制．E-mail：li．ynelin@163．eom!王立标(联系人)，男，助教．主要研究方向为汽车电子智能控制，E-mail：wanglibiao@yahoo．∞。·58·内燃机工程2010年第3期1汽油机怠速控制算法的研究适应PD模块在si硼JIink中的结构如图2所示·从控制理论上而言，由于怠速工况具有明显的非线性、时变性和不确定性的特点，因此较难建立起精确的数学模型。对于传统的PID控制，人们往往根据经验进行在线调节。如果在PID控制的基础上加上前馈自适应控制，