共轨式柴油发动机的轨压PID控制仿真.pdfVIP

第29卷 蒴5jJf】 邢 台 、I技 术 学 院 学 报 Ⅵ)1．29 NO．5 2012 10月 JournalofXingtaiPolytechnicCollege 0ct．2O12 共轨式柴油发动机的轨压 PID控制仿真 刘卫泽，盛鹏程，梁春兰 (邢台职业技术学院，河北 邢台 0540035) 摘 要：在高压共轨系统中，对共轨压力的控制是提高内燃机性能的关键，针对被控对象的特 点，建立了被控对象的仿真模型。采用 PID控制算法实现了对共轨压力的闭环控制，利用 MATLAB／sIMULINK对系统进行 了仿真，为实现神经网络模糊 PID控制算法在轨压控制中的应 用打下了艮好的基础。 关键词：轨压控制；PID；MATLAB／sIM 【Ⅱ，INK仿真 中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1008--6129(2012)O5—0078—O4 柴油机高压共轨喷油系统是 目前公认的比较理想的柴油机燃油喷射系统，但同时又是一个复杂的、 非线性的、时变的系统，智能控制技术在柴油机电控中的应用已成为柴油机控制领域的新热点。PID 控 制是一种在工业领域应用广泛的控制方式，在Matlab环境下应用Simulink仿真软件对所建立的柴油机的 高压共轨系统模型进行PID控制仿真，能够对更先进的智能控制方式神经网络整定PID控制的结构与算 法及其在高压共轨系统轨压控制中的应用打下一个 良好的基础。 一 、 共轨燃油系统发展现状 第三代共轨式燃油喷射系统有蓄压共轨式、液力增压共轨式和高压共轨式电控燃油喷射系统。20世 纪90年代中期，多变量控制、全局优化的高压共轨系统问世，该技术一经问世，就得到世界上大多数柴 油机制造厂商的青睐，被认为是20世纪 内燃机技术的三大突破之一(其它两项是汽油直喷和DME技术)。 典型产品有意大利 Fiat集团Unijet系统、日本 电装公司ECD—U2系统、德国Robe~BOSCHCR系统、英 国LucasVarity公司的新型共轨喷油系统、美 国Stanadvne公司的共轨产品和德国西门子公司的共轨产品 等。 电装公司的ECD—U2高压共轨系统的布置示意图如 1，高压油路一般包括高压供油泵、共轨和喷油器 等。高压油路部分主要零部件有高压供油泵、高压油轨、共轨压力传感器、流动缓冲器和喷油器、压力 调节阀等。 图1共轨系统示意图 收稿 日期：2O12一O7--30 作者简介：刘卫泽 (1972一)，河北深泽人，邢台职业技术学院，讲师。 78 台职、』技术学院学报 二、喷油压力控制策略 共轨是比较特殊、比较重要的储油管道，如图 2所示，它对输油泵供给的燃油起到滤波和稳压的作 用 。在高压供油泵 (CP3)的高压系统中，共轨至少要能承受 160MPa的压力，通 向喷油器的液流限制阀 之间至少要有 20mm 的距离。 图2 共轨总成示意图 由于喷油器喷油和燃油泄漏的影响，每次喷油后均需进行压力调节。传统共轨式燃油系统中喷油压 力的控制方法如图3所示。电控单元根据最终总喷油量和实时转速，通过查共轨压力MAP确定共轨压力 基本值，并结合燃油温度、冷却水温、增压压力、机油压力和机油温度等修正值对共轨压力进行修正， 从而计算出最终 目标轨压，根据装在共轨上的压力传感器的信号，ECU计算出实际喷油压力。并将其值 和 目标压力值比较，然后发出命令控制供油泵，升高或降低压力，最终实现共轨压力的闭环控制。 ． 喷袖 压 力控制 图3 喷油压力控制示意图 三、PID控制器的设计 1．PID控制原理 PID 控制器 是一种线性控制器 ，它根据给定值rin(t与实际输出值yout(t)构成控制偏差 ： P(，)=rin(t)一yout(t)。PID 的控制规律为： +et()dt+ ]f()+ 十 式中 为积分时问常数，