汽车发动机主动隔振的前馈反馈最优控制策略

"这篇论文是2012年的华侨大学学报自然科学版中的一篇文章，由苗福生撰写，探讨了汽车发动机主动隔振系统的前馈反馈最优控制方法。研究基于2自由度的发动机简化模型，针对发动机受到的外部干扰，通过引入扰动补偿信号来设计控制器。控制器包括状态反馈和扰动输入前馈补偿两部分，能够有效补偿干扰对发动机的影响。通过求解代数方程确定控制器的增益，仿真结果证明了该方法在抑制外部干扰方面具有良好的鲁棒性。该研究对于农业机械的减振和提高工作舒适度具有重要意义，并且涉及自适应控制、最优控制等理论在汽车发动机主动减振控制的应用。" 文章深入研究了汽车发动机主动隔振系统的控制策略，特别是在应对外部干扰时的前馈反馈最优控制。作者构建了一个2自由度的发动机模型，这是分析动态系统行为的基础。发动机的外部干扰通常由线性外系统产生，这些干扰可能来源于燃料供应不均、气缸压力变化或其他机械部件的不稳定性。为了减轻这些干扰对发动机性能的影响，论文提出了一种结合状态反馈和扰动输入前馈补偿的控制器设计。 控制器的创新之处在于它的结构，由状态反馈项和前馈补偿项组成。状态反馈项能调整系统内部状态，确保系统的稳定性，而前馈补偿项则专门用于抵消外部干扰的影响。通过求解特定的代数方程，可以找到最佳的反馈和前馈增益，以达到最优的控制效果。这种方法的优势在于它不仅考虑了系统的内在动态，还考虑了无法预测的外部扰动，从而提高了系统的整体鲁棒性。 论文中提到，农业机械的振动问题不仅影响设备性能，还会缩短其使用寿命，降低操作者的舒适度。因此，研究有效的减振策略至关重要。发动机作为农业机械的核心组件，其减振控制技术的提升对整个系统的稳定性和效率有着直接的影响。文章还引用了其他控制理论，如自适应控制、最优控制、模糊控制和神经网络控制，强调了前馈控制在补偿外部扰动方面的有效性，但也指出仅依赖前馈控制可能不是最优化的解决方案。 通过仿真计算，作者验证了所提方法的有效性，表明该前馈反馈最优控制策略在抑制发动机外部干扰方面表现出显著的鲁棒性。这为实际应用提供了理论支持，对于改善汽车发动机的振动问题和提高整体系统性能具有实际意义。