极点优化策略下的燃油发动机空燃比控制器设计

本文主要探讨了在燃油发动机的空燃比精确控制中，如何利用现代控制理论和方法来克服燃油油膜动力学子系统带来的挑战。发动机空燃比的控制是至关重要的，因为它直接影响到发动机的排放、燃烧效率和能源利用。燃油油膜现象，由于燃油在进气歧管的液化和蒸发，会干扰空燃比的稳定，特别是在瞬态工况下，控制难度加大。 文章首先介绍了燃油发动机的背景，指出其在环保和能源利用方面的关键性，以及空燃比控制的重要性。针对燃油油膜问题，传统的前馈补偿策略依赖于实验数据获取油膜特性参数，但这种方法在发动机磨损后效果会降低。随着控制技术的发展，特别是处理器技术的进步，现代控制理论如基于神经网络、自适应方法和模型的空燃比控制策略得到了广泛研究。 本文的核心贡献在于，基于发动机的平均值模型和油膜状态空间模型，采用极点配置方法设计跟踪控制器来处理油膜子系统。作者提出了一个创新的极点优化配置策略，即利用主导极点的概念和坐标轮换法，寻找最佳的极点参数。这样做的目的是为了消除油膜对空燃比控制的影响，实现更精确的控制。 通过状态变量、输入变量和输出变量构建增广状态空间模型，作者设计的控制器能够动态响应油膜变化，确保在各种工况下都能维持理想的空燃比。这种方法相较于传统方法，不仅简化了参数获取过程，还能提高控制的鲁棒性和稳定性，为燃油发动机的空燃比精确控制提供了一种新的设计思路。 总结来说，本文的研究重点在于利用现代控制理论解决燃油发动机燃油油膜动力学对空燃比控制的难题，通过极点优化配置的跟踪控制器设计，有望提升发动机的性能和环保标准，具有重要的实践意义和技术价值。