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1、第27卷第2期内燃机工程Vol.27No.22006年4月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringApr.2006文章编号:1000-0925(2006)02-051-03270033利用MATLAB/SIMULINK对汽油机进行建模与仿真嵇国金,王艳敏,王磊(同济大学,上海200092)ModellingandSimulatingGasolineEnginesbyMATLAB/SIMULINKJIGuo2jin,WANGYan2min,WANGLei(Ton
2、gjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Themeanvalueenginemodelismainlyusedindevelopinggasolineenginecontrolsystems.ThispaperintroducedandanalyzedthemeanvalueenginemodeldevelopedbyD.DodboleandS.Karaban.Agasolineen2ginemodelwasmadeinMATLAB/SIMULINKbas
3、edonthemeanvalueenginemodel.Thesimulationresultsinconstloadthroatzeroloadandsineloadweregiven.Theypresentthatthemodelisreasonable.摘要:汽油机平均值模型在汽油机机控制系统开发上具有重要的作用。对由D.Dodbole和S.Karaban建立的汽油机平均值模型进行了介绍与分析,按照模块化思想利用MAT2LAB/SIMULINK对该模型进行快速建模。给出了该模型在节气门角度为常数外
4、部负载为零以及负载为正弦输入时的仿真结果。结果表明模型是合理的。关键词:内燃机;汽油机;平均值模型;建模与仿真KeyWords:I.C.Engine;GasolineEngine;MeanValueEngineModel;ModelingandSimulation中图分类号:TK411文献标识码:A1概述该模型由进气模块、燃油模块和动力输出模块组成(图1),废气再循环模块未包含在该模型中。发动机建模与仿真已经成为发动机设计尤其是发动机控制系统设计的必要途径。在发动机控制系统的设计中,基于平均值模型的发动
5、机模型已经得到广泛应用。本文利用MATLAB/SIMULINK对电控汽油机平均值模型进行建模与仿真。模型由进气模块、燃油模块与动力输出模块组成,主要应用在以下[1～4]几个方面:(1)作为非实时发动机模型来测试发动机控制算法;(2)作为实时发动机模型作硬件在环测试;(3)作为系统模型评估发动机传感器和执行器模型;(4)作为动力系统或车辆动态模型的子系统。2汽油机平均值模型的建立图1汽油机平均值模型本文利用文献[5]建立的汽油机平均值模型。2.1燃油模块计算进入发动机燃烧室的燃油量。其中所用的收稿日期:2
6、004208203基金项目:上海汽车工业基金(0333)作者简介:嵇国金(1971-),男,讲师,主要研究方向为智能测量与控制、实时系统仿真,E2mail:jiguojin@tongji.edu.cn。·52·内燃机工程2006年第2期2006年第2期内燃机工程·53·Tf=0.1065·ve+15.10(18)当节气门开度α=0.6rad,外部扭矩为10sint时·发动机速度瞬态响应(图3)。该仿真显示稳态速度Ie·ve=Ti-Tf-Ta(19)约为370r/min,并且由于外部负载变化发动机速度式中
7、,Ie为发动机有效惯量;Ti为发动机标称扭矩;有一定的波动。因此,为了降低速度输出对外部负载Tf为发动机摩擦扭矩;Ta为附加扭矩。变化的敏感性,有必要采用某种反馈控制策略。·该发动机平均值模型有三个状态参数(ma,mfi,ve),两控制参数(β,SA)以及一控制变量(α)。下表给出对6缸、2.7L汽油机进行仿真所需的参数值。表仿真参数值MAX0.1843kg/sVm0.0038m3Ve0.0027m3Ie0.1454kg/m2CT498636N·m/(kg·s-1)Δtit5.48/vesΔtst1.3
8、/ωvsTm300KMa28.84g/molR8314.3J/(mol·K)图3α=0.6rad,外部负载为10sint时发动机速度响应输出4结论3仿真本文用MATLAB/SIMULINK对汽油机平均利用MATLAB/SIMULINK建立的汽油机平值模型进行模块化建模。并给出该模型在空载及正均值模型,可以进行各种类型的仿真。这里仅对发动旋负载下的响应结果。结果表明该模型是合理,具有机开环动力学进行仿真。较好的应用价值。首先,进行了外部扭矩为
