柴油发动机燃烧过程数据驱动建模与滚动优化控制

摘要：

针对柴油发动机燃烧过程复杂、机理建模难、动力学耦合且存在约束等问题,以降低燃油消耗率和扭矩跟踪为目标、以氮氧化物排放及控制量限制为约束,提出了柴油发动机燃烧过程数据驱动建模与滚动优化控制方法.首先,以商用发动机模拟软件GT-suite中的一款2L排量的柴油发动机为被控对象,分析了VGT和EGR控制阀开度、喷油角度和喷油量这4个因素对燃油消耗率、氮氧化物排放以及曲轴输出扭矩的影响;其次,利用输入和输出数据,采用子空间辨识方法得出了面向控制的预测模型;然后,以降低燃油消耗率、扭矩跟踪误差为目标,以氮氧化物排放及控制量限制为约束,通过对优化问题的在线优化求解,得到了最优的控制输入;最后,运用MATLAB与GT-suite联合仿真,验证了数据驱动滚动优化控制方法的有效性和优越性.

关键词：动力机械工程、柴油发动机、子空间辨识、数据驱动、滚动优化控制

所属期刊栏目：51

分类号：TK411(内燃机)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;吉林省科技厅自然科学研究项目;吉林省科技厅自然科学研究项目;吉林省教育厅科学技术研究项目;吉林大学省校共建项目

在线出版日期：2021-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：49-62