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TRRE发动机模态转换过程的进/发匹配闭环主动抗扰控制
1
作者 王艺超 王晨 +3 位作者 杜宪 聂聆聪 孙希明 刘坤志 《推进技术》 北大核心 2025年第5期245-256,共12页
针对涡轮辅助火箭增强冲压组合循环(TRRE)发动机模态转换过程中低速通道的流量匹配问题,提出了一种进/发一体化多变量闭环控制方法。以TRRE发动机一体化部件模型为被控对象,基于河马算法自辨识参数的主动抗扰控制策略,设计了以进气系统... 针对涡轮辅助火箭增强冲压组合循环(TRRE)发动机模态转换过程中低速通道的流量匹配问题,提出了一种进/发一体化多变量闭环控制方法。以TRRE发动机一体化部件模型为被控对象,基于河马算法自辨识参数的主动抗扰控制策略,设计了以进气系统出口反压、涡轮机高压转子转速、落压比为被控量,以进气系统低速通道喉口面积、主燃油流量、尾喷管面积为控制量的控制系统,实现了进气系统喉口面积随涡轮机降转速工况变化的动态调节。仿真表明,相比于传统的喉口面积开环控制,闭环控制将进气系统出口反压的波动幅度从5.2%降低至0.3%,实现了模态转换过程中可调进气系统与涡轮机需求流量的精确匹配。另外,通过硬件在环试验平台,验证了该方案在EEC中的实时性与可行性,以满足实际发动机高低速通道平稳接力的需求。 展开更多
关键词 组合循环发动机 模态转换 进/发匹配 进气道闭环控制 主动抗扰控制
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直喷汽油机燃油共轨系统轨压主动抗扰控制 被引量：3
2
作者 谢辉 尹连浩 凌健 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期879-885,共7页
直喷汽油机共轨管内压力的稳定控制对发动机经济性、动力性及排放性有着重要意义.发动机运行工况复杂,转速变化和喷油量变化剧烈是影响轨压稳定性的主要问题.为研究此问题,建立了共轨系统物理模型,并利用台架实验数据验证了模型的准确性... 直喷汽油机共轨管内压力的稳定控制对发动机经济性、动力性及排放性有着重要意义.发动机运行工况复杂,转速变化和喷油量变化剧烈是影响轨压稳定性的主要问题.为研究此问题,建立了共轨系统物理模型,并利用台架实验数据验证了模型的准确性,从机理上分析了系统的动态特性.在物理模型分析的基础上,应用主动抗扰控制原理,设计了包含扩张轨压观测器和前馈控制的轨压控制器,并获得了基础控制参数,主动抵抗转速及喷油量变化带来的扰动,控制轨内压力稳定.在台架和仿真测试中,针对共轨系统中转速和喷油带来的扰动,测试该方法的控制效果.结果表明,控制系统在稳定工况及变工况中,可主动抵抗转速和喷油量变化及控制目标阶跃带来的扰动,控制轨内压力稳定在0.35,MPa内,表明此控制方法具有较好的快速响应性与鲁棒性. 展开更多
关键词 共轨系统 扩张观测器 主动抗扰控制(ADRC)
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低温燃烧汽油机瞬态空燃比主动抗扰控制 被引量：1
3
作者 谢辉 黄雪峰 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期198-205,共8页
为了实现对废气稀释低温燃烧汽油机瞬态空燃比的有效控制,提出了一种动态进气量观测器和主动抗扰控制(ADRC)的前馈反馈控制策略.进气量观测器揭示了进气前回流对进气歧管状态参数的影响规律,采用状态观测的方法实现了对缸内充气效率的... 为了实现对废气稀释低温燃烧汽油机瞬态空燃比的有效控制,提出了一种动态进气量观测器和主动抗扰控制(ADRC)的前馈反馈控制策略.进气量观测器揭示了进气前回流对进气歧管状态参数的影响规律,采用状态观测的方法实现了对缸内充气效率的动态跟踪.ADRC作为反馈环节,能够实时估计并补偿影响空燃比的内外部扰动,实现了对空燃比的闭环精确控制.实验结果表明,相比于传统的静态补偿和PID前馈反馈策略,该方案在转速变化的各种瞬态工况下提高了空燃比的控制精度. 展开更多
关键词 汽油机 废气稀释低温燃烧 进气前回流 瞬态空燃比控制 状态观测器 主动抗扰控制
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电辅助涡轮增压柴油机进气氧气质量分数的主动抗扰控制
4
作者 陈韬 李少华 +1 位作者 宋康 谢辉 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第4期492-501,共10页
为提高电辅助涡轮增压柴油机对进气氧气质量分数控制的响应速度,设计了一种主动抗扰控制算法。建立了面向控制的进排气氧气质量分数观测算法,作为虚拟氧传感器使用。利用GT-Power柴油机模型,对控制算法进行仿真测试。进行了台架实验平... 为提高电辅助涡轮增压柴油机对进气氧气质量分数控制的响应速度,设计了一种主动抗扰控制算法。建立了面向控制的进排气氧气质量分数观测算法,作为虚拟氧传感器使用。利用GT-Power柴油机模型,对控制算法进行仿真测试。进行了台架实验平台的测试。结果表明:在目标进气氧气质量分数仿真变化中,相较于传统比例-积分-微分(PID)控制,该主动抗扰控制算法的平均响应时间降低了0.86 s;在发动机瞬态实验中,进气氧气质量分数控制响应迅速,与目标值的最大相对误差为2.33%。因而,该主动抗扰控制算法,可获得柴油机进气氧气质量分数的快速响应。 展开更多
关键词 柴油机 电辅助涡轮增压器 进气氧气质量分数观测 主动抗扰控制
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基于线性主动抗扰的共轨柴油机轨压控制器设计及验证 被引量：4
5
作者 凌健 谢辉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期50-57,共8页
提出了一种基于动态前馈、静态前馈和观测反馈的高压共轨柴油机轨压控制器。该轨压控制器采用了基于物理模型的轨压动态前馈控制、基于查表法的静态前馈控制及基于线性主动抗扰控制器的轨压观测反馈控制。利用ETAS公司ASCET软件实现了... 提出了一种基于动态前馈、静态前馈和观测反馈的高压共轨柴油机轨压控制器。该轨压控制器采用了基于物理模型的轨压动态前馈控制、基于查表法的静态前馈控制及基于线性主动抗扰控制器的轨压观测反馈控制。利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机控制器(ECU)进行集成后,开展了柴油机台架试验验证。试验结果表明:采用该轨压控制器,降低了轨压动态控制时的超调量,缩短了轨压稳定时间,提高了轨压控制精度和动态响应性能,轨压稳态偏差在±1.0MPa以内,轨压瞬态偏差在±2.0MPa以内。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 高压共轨 轨压控制 基于模型控制 线性主动抗扰控制器
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汽油机火花点火-可控自燃混合燃烧的主动抗扰自趋优控制
6
作者 宋康 谢辉 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期543-551,共9页
火花点火-可控自燃(SI-CAI)混合燃烧对边界条件非常敏感,针对其燃烧相位和放热过程的瞬态控制难题,笔者提出一种基于燃烧模型的前馈、即时扰动观测反馈和累积观测校正相结合的主动抗扰自趋优控制算法.首先,通过引入点火角修正因子和模... 火花点火-可控自燃(SI-CAI)混合燃烧对边界条件非常敏感,针对其燃烧相位和放热过程的瞬态控制难题,笔者提出一种基于燃烧模型的前馈、即时扰动观测反馈和累积观测校正相结合的主动抗扰自趋优控制算法.首先,通过引入点火角修正因子和模型参数自学习因子,发展了具备自学习能力的SI-CAI混合燃烧预测模型,并构建了CA 50、IMEP和过量空气系数φa的前馈控制算法.其次,为补偿模型的偏差和外部环境条件的随机干扰,提出了基于扩张状态观测器的扰动即时观测算法.最后,为不断校正模型参数自学习因子,改善前馈效果,提出基于递推最小二乘法的累积观测器.对提出的控制算法进行仿真和台架验证,结果表明:IMEP可在3~5个循环内完成阶跃,该过程中CA 50波动幅度不高于4°CA,φ_(a)偏差小于0.08,满足控制要求. 展开更多
关键词 汽油机 混合燃烧 火花点火-可控自燃(SI-CAI) 主动抗扰控制 自学习因子
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基于扰动观测的智能驾驶主动抗扰纵向车速控制算法 被引量：3
7
作者 黄家宁 陈韬 +3 位作者 谢辉 张国辉 阮迪望 闫龙 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2020年第1期86-93,共8页
为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采... 为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采用扩张状态观测器(ESO)在线估计内外部扰动,并在控制端进行补偿,实现了对车速的精确闭环控制。在弯道、环岛等路况下进行了实车实验。结果表明:该算法可以在5 s内控制车速从怠速快速跟踪到目标车速,总体平均误差为0.17 km/h。因而,该算法较传统的比例积分微分(PID)有更好的响应性、控制精度和抗扰性。 展开更多
关键词 智能驾驶车辆 纵向车速控制 主动抗扰控制(ADRC) 模型前馈 扩张状态观测器(ESO) 实车验证
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基于负载转矩主动观测的农用柴油机瞬态过程控制研究
8
作者 谢辉 李梦觉 宋康 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期72-80,共9页
针对农用柴油机在瞬态突加负载工况下因涡轮迟滞效应造成的发动机转速下降和油耗上升问题,提出一种基于负载转矩主动观测的农用柴油机瞬态过程控制算法。首先,建立了农耕机耕地阻力矩和发动机驱动转矩预测模型,采用跟踪微分器实现了作... 针对农用柴油机在瞬态突加负载工况下因涡轮迟滞效应造成的发动机转速下降和油耗上升问题,提出一种基于负载转矩主动观测的农用柴油机瞬态过程控制算法。首先,建立了农耕机耕地阻力矩和发动机驱动转矩预测模型,采用跟踪微分器实现了作业模式识别、耕深预测及负载转矩预测,设计了增压压力前馈控制器;然后将预测模型的偏差与外部转矩干扰统一视为“总扰动”,采用扩张状态观测器进行在线估计和补偿;接着基于耕深与发动机转速的动态过程信息,采用递推优化算法设计了负载转矩模型的参数学习算法,用于在线优化模型参数,提高前馈精度,降低总扰动观测负担。在试验校准的高精度Simulink平台上,对算法进行仿真验证,结果表明:较传统控制方法,采用该控制方案后,瞬态过程的空气供给速度提升53.1%,指示转矩响应速度提升44.7%,进而使发动机的转速波动降低98.8%,瞬态过程有效燃油消耗率降低7.0%。 展开更多
关键词 柴油机 涡轮增压 转矩控制 自学习 主动抗扰控制
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基于模型的船用柴油机双泵协同共轨压力控制方法研究 被引量：2
9
作者 钱振环 谢辉 +1 位作者 佟强 陈韬 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期100-108,共9页
为降低具备双高压油泵的船用柴油机的共轨压力波动水平,提出了一种基于模型的双泵协同共轨压力控制方法。针对高压共轨系统的结构特点,建立了喷油量、供油量与共轨压力变化的简化模型;设计了以最小压力偏差为目标的双泵协同策略,确定工... 为降低具备双高压油泵的船用柴油机的共轨压力波动水平,提出了一种基于模型的双泵协同共轨压力控制方法。针对高压共轨系统的结构特点,建立了喷油量、供油量与共轨压力变化的简化模型;设计了以最小压力偏差为目标的双泵协同策略,确定工作油泵数量;设计了基于模型的主动抗扰控制算法,采用基于模型的前馈控制,反映燃油系统部件状态,采用主动抗扰方法抑制轨压波动,利用即时观测器实时估计和补偿系统扰动。在船用柴油机仿真平台对控制方法进行验证,仿真结果表明,双泵协同策略利用了双油泵供油量大的优势,同时避免了供油量多时超调量过大的问题;与传统比例积分微分控制方法相比,基于模型的双泵协调轨压控制方法在阶跃测试时可将超调量降低77%以上;使用时间乘以误差绝对值积分指标评价控制效果,采用基于模型的双泵协同轨压控制方法的控制效果较传统方法可改善66%以上。 展开更多
关键词 船用柴油机 共轨压力控制 基于模型的控制 主动抗扰控制 双泵协同
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重型柴油机冷却风扇和水泵的功率分配对热管理系统总能耗的影响 被引量：10
10
作者 谢辉 康娜 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期225-233,共9页
针对一款重型卡车用柴油机，在GT-SUITE平台上系统研究了电动风扇和电动水泵功率分配对热管理系统运行总能耗的影响规律，提出了风扇和水泵功率分配控制策略.为了减少水温控制的波动，降低系统控制能耗，提出采用一种基于主动扰动观测... 针对一款重型卡车用柴油机，在GT-SUITE平台上系统研究了电动风扇和电动水泵功率分配对热管理系统运行总能耗的影响规律，提出了风扇和水泵功率分配控制策略.为了减少水温控制的波动，降低系统控制能耗，提出采用一种基于主动扰动观测的控制算法．通过稳态工况和 HUDDS 循环工况的仿真，验证了该算法降低能耗的效果．结果表明：稳态工况下风扇和水泵功率分配的不同可造成2%～56%的总能耗差异．HUDDS 工况下，通过风扇和水泵的功率分配控制，总能耗可节能约8%．相对于PID水温控制，采用主动抗扰控制算法可节约附件总能耗5%左右，出口水温和进出口温差的控制精度可分别改善24%和40%. 展开更多
关键词 热管理系统一维建模 风扇和水泵功率分配 主动抗扰控制算法 附件总能耗复合优化策略
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