Study of Integral Variable Structure Control Method for Stability of SI Engine Idling Speed

The intake air control system of a gasoline engine is a typical nonlinear system, and included among the adverse fac-tors that always induce poor idle-speed control stability are dead time and disturbances in the intake air control process. In this paper, to improve the responsiveness when idling with regard to disturbances, a mean-value engine model (MVEM) with dead time was constructed as the control object, and the two servo structures of sliding mode control (SMC) were studied for better idle control performance, especially in transient process of speed change. The simulation results confirmed that under the constraint condition of control input, the robustness of idle speed control that is being subjected to torque disturbances and noise disturbances can be greatly improved by use of the servo structure II.

一种组合动力飞行器模态转换过程轨迹优化与控制方案

为应对组合动力飞行器涡轮/冲压发动机模态转换过程中容易出现的推力陷阱问题,开展了组合动力飞行器模态转换阶段飞行/推进一体化保护控制研究。该研究利用组合动力爬升段飞行轨迹优化方法,解决模态转换过程中组合发动机总推力无法满足平飞加速需求的推力陷阱问题。结合轨迹线性化控制方法,完成了宽速域飞行器/发动机一体化轨迹跟踪控制设计,利用迎角、油门等变量的协同调节实现轨迹跟踪控制。仿真结果表明,轨迹优化策略能够在一定程度上克服模态转换过程中的推力不足问题,一体化轨迹线性化控制方法可以有效实现爬升轨迹跟踪,避免模态转换过程对组合动力飞行器飞行任务造成的不利影响。

共轴高速直升机/发动机交联控制方法研究

针对常规的旋翼总距前馈方法难以有效实现共轴高速直升机/发动机快速交联控制的问题,本文提出并设计了适用于共轴高速直升机/发动机的新型交联控制方法。首先,基于共轴高速直升机/发动机综合仿真平台,揭示不同运行工况下,共轴双旋翼、推力桨操纵输入、发动机燃油输入变化规律;其次,在此基础上,提出了综合考虑共轴双旋翼、推力桨桨距的增益自调节交联控制方法,并针对不同的运行工况,开展了数值仿真验证。结果表明,在中等、高速度飞行时,相比于常规的旋翼总距前馈,新型交联控制方法可使动力涡轮转速的超调与下垂量减小36%与70%,可使直升机/发动机快速交联控制品质更优,进一步提升直升机/发动机综合系统的控制品质。

一种CVT检测控制器的设计

对拖拉机上每次需手动调节无级变速器,通过改变调速比值,控制施肥量的问题,采用积分分离PID控制方法,设计了一套自动检测控制系统,并具体阐述了积分分离在增量式PID中的运用,达到了自动调节无级变速器变速比值的目的,提高了速比控制系统的响应速度与控制精度,增加了作业箱的作业效率,对精准农业具有积极意义。

考虑动力系功率损失和CVT响应滞后集成发动机—CVT控制的性能

本文考虑由于 CVT速比变化引起动力系功率损失和惯性转矩推荐了一种集成发动机一无级变速器( CVT)控制算法。此外还提出了减少 CVT速比响应滞后对驱动转矩影响的补偿算法。实验结果表明 ,最佳发动机速度补偿算法给出最佳发动机工作点在最佳工作线附近。当加速度响应接近相等时和最佳转矩补偿比较。建议把集成发动机— CVT控制算法的特点和传统 CVT相比较 。

线路板层压机压力伺服系统设计与仿真分析

线路板层压机工作过程中要求对液压系统压力进行多级分段控制,且系统压力波动不超过0.4%。为提高系统运行稳定性和压力控制精度,对层压机液压系统工作原理和层压工艺进行分析,在传统PID控制的基础上加入速度补偿和分离积分控制,搭建了AMEsim和Simulink阀控液压系统联合仿真模型。仿真结果表明:相比于传统PID算法,大范围调压工况下复合控制方案压力波动显著降低,跟踪性能更好。

金属带式无级变速传动系统速比匹配控制策略

在汽车金属带式无级变速传动系统中 ,传动比的控制规律和相应的带轮轴向夹紧力的控制规律是无级变速传动系统匹配的关键技术。文中通过对现有的发动机实验数据进行数值拟合 ,以数表的形式给出了发动机的输出转矩模型、油耗模型。根据该发动机的转速调节特性 ,在汽车金属带式无级变速传动系统确定的传动比范围内 ,给出了实现发动机按最佳经济性和最佳动力性工况运行的传动比变化规律。

无级变速传动系统综合控制仿真与试验

基于无级变速传动系统动力学仿真模型与自适应模糊控制策略，综合考虑后备功率、动力传动系损失和CVT速比变化响应滞后的影响，提出了τ算法、发动机转矩补偿和发动机转速补偿3种控制方法，并分别对采用这3种控制方法时的动力性与燃油经济性进行仿真分析。结果表明，相对于常规控制，采用这3种综合控制方法后动力性基本保持不变，而经济性则分别提高了约2．9％～3．5％。

基于ADRC的涡轴发动机/直升机子系统抗扰控制

主要研究涡轴发动机转速抗扰控制问题,提出了一种基于自抗扰控制技术(ADRC,Adaptive Disturbance Rejection Control)的涡轴发动机增量型串级抗扰控制器设计方法.一方面,采用串级控制结构,内环控制块模态的燃气涡轮转速,外环控制功率涡轮转速,使得内环扰动得到快速抑制.另一方面,每个子回路中通过扩张状态量观测实时地对被控对象内环进行扰动补偿.最后,基于直升机/发动机非线性综合仿真模型的数字仿真表明该控制方法显著改善了涡轴发动机功率跟随特性,提升了直升机/涡轴发动机综合闭环系统的可操控极限.

塔里木盆地超深层油气钻探工程的特殊地质因素

超深层地质体伴随高压、高温、高应力聚集的高强度能量,易变形失稳,导致重大灾害事故风险高。深地钻探中特殊地质因素研究对于工程实践意义重大。以塔里木盆地为例,通过对钻探过程全层系地质因素进行系统梳理,特别是将非目的层当作目的层精细研究,分析了影响超深层油气钻探工程地质因素的产生背景和赋存环境,进一步从“沉积建造作用、构造改造作用,沉积—构造耦合作用”揭示钻探工程与地质因素之间的内在交互关联性,并着重论述了特殊地质因素研究与描述方法。结果表明:(1)相比中浅层油气藏,超深井钻探95%的进尺均在非目的层,非目的层钻探直接影响勘探开发进程;(2)相比中浅层油气藏,地表状况、复杂岩性、地质行迹、地层流体及超深层极高的温压场均是超深井钻探面临的巨大挑战;(3)系统科学地分析超深层钻探工程的特殊地质因素,提高对油气藏认识的全面性和对井控安全风险的评估,有利于风险防范和井位部署;(4)全地层特殊地质分析进一步构建了地质与钻井工程之间的桥梁,推动了地质工程一体化从理念走向实践。

液力变矩器闭锁过程转速调节策略研究

考虑到液力变矩器闭锁过程对动力性及闭锁品质的双重要求,提出一种基于发动机转速调节的闭锁控制策略。通过分析闭锁过程中闭锁离合器摩擦力矩和发动机惯性能量释放对闭锁冲击的影响,以闭锁离合器摩滑速度代替油门踏板位置作为柴油机调速系统输入激励,实现了闭锁过程控制。在某履带车辆上对该策略进行了实车验证,试验结果表明:基于发动机转速调节的闭锁控制策略在不损失车辆动力性的前提下能够实现更加平稳、快捷的闭锁过程。

高速通信技术在汽车电子控制中的应用研究

探讨了实现PC机与DSP控制器之间、现场总线Profibus与汽车ECU之间,以及DSP与DSP之间的高速信息通信技术.首先讨论了利用CY7C63101A接口器件实现串并转换和高速USB通信、利用SPC3实现智能Profibus DP从站和利用SPI实现DSP双机通信的原理,然后探讨了通信子系统软、硬件设计方案.

基于模型参考自适应的柴油机转速控制研究

为了更好地调节柴油机转速,采用模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)策略扩展的离散时间积分最小控制综合(discrete-time minimum control synthesize integration,DTMCSI)算法,来达到转速动态快速跟踪和闭环控制稳定的效果。将自适应算法在已完成精度验证的柴油机转速模型上进行仿真验证后,与传统的比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制策略进行比较,并将该算法在快速控制原型系统搭建的试验平台上进行试验验证。试验结果表明该算法具有快速跟踪转速变化和抗干扰能力,控制性能达到国家二级电站标准,可以实际应用。

船舶柴油机调速系统模糊控制策略

模糊控制小需建立被控对象的精确数学模型，具有较强的鲁棒性。三维模糊控制器因其较复杂，故本文采用带有智能积分器的二维模糊控制器，并将其应用于柴油机主机调速系统中，从而保证系统的动静性能。

基于性能退化缓解的双发推力匹配控制

为了解决退化程度不同而导致的双发推力不匹配问题,首先介绍基于发动机性能退化缓解控制的双发推力匹配控制系统(在发动机基准控制系统的基础上添加外围控制回路实现对推力的间接控制,并通过设定双发共同遵循的期望推力减少由于发动机退化程度不同造成的双发推力差异),之后对该系统所涉及的推力设定、参数估计、转速指令修正等关键技术进行研究,最后在MATLAB/Simulink环境下进行仿真验证,结果表明:该系统可以在发动机参数限制范围内合理地设定双发共同遵循的期望推力,减少推力差异,满足自动协调双发推力匹配的设计要求。

无级变速器速比电液控制系统改进研究

针对常规CVT速比电液控制系统存在的控制精度低与积分饱和等问题,设计了一种改进CVT速比电液控制系统。分析了改进控制系统的控制原理;基于导磁材料饱和特性及漏磁通考虑,提出高速开关阀新型数学建模方法;采用变速积分算法对传统速比控制器进行改进;对改进控制系统与常规控制系统的阶跃速比进行跟踪对比仿真试验。试验结果表明,改进的控制系统减少了CVT速比控制的超调量,缩短了滞后时间,提高了CVT速比控制系统的性能。

基于误差补偿PID调节的柴油发动机恒速控制系统

为了对柴油发动机进行恒速控制,通过LabVIEW虚拟仪器软件不断的采集柴油机转速信号及供油拉杆位置传感器信号数据,并运用误差补偿PID算法对信号进行调理,进而控制供油拉杆的运动,从而实现了柴油发动机的恒速控制。从实际的控制效果可以看出,采用误差补偿PID调节的柴油发动机可以有效地使转速稳定在设定值范围内,控制效果显著。

高速铁路CTCS-3级列控系统等级转换工程应用研究

高速铁路CTCS-3列车运行控制系统等级转换是工程设计及系统集成的重要内容之一。列控系统等级转换在地面系统中设置等级转换点,由车载设备完成等级转换。等级转换位置受线路长度、转换点处速度、临时限速、分相区设置等多种因素限制,在工程应用中,地面系统需结合车载设备的控制逻辑进行综合分析。如果等级转换预告点或执行点设置不当,可能会导致列车降速运行,或者导致列车越过等级转换点时触发制动而停车。系统分析CTCS-3级列控系统等级转换的原理,尤其对车载设备在CTCS-2级、CTCS-3级控车曲线存在速度差的情况进行分析。对CTCS-3级列控系统等级转换在正线区间、大号码道岔以及并列车场等工程中的应用方案进行总结,对设置等级转换应答器的距离要求进行归纳及量化,涵盖了常见的工程应用场景。

基于需用功率预测的直升机/发动机综合控制方法

为了提高涡轴发动机在直升机飞行状态突变时的响应速度,提出一种基于需用功率预测的直升机/发动机综合控制方法。通过逐步回归分析法对直升机需用功率影响最大的5个变量进行选取,并以这5个变量为输入量,根据多元拟合方法建立直升机需用功率预测模型,基于所建立的预测模型,采用预测需用功率信号在发动机控制回路的燃气涡轮转速指令位置进行前馈线性补偿,设计了直升机/发动机综合控制方法。经过UH-60A综合仿真平台验证,结果表明:所提出的综合控制方法相比于传统串级PID控制方法,可以有效减少动力涡轮转速超调量或下垂量60%以上;相比加入总距前馈的控制方法,可以减小动力涡轮转速超调量或下垂量20%以上;可以有效加快发动机响应速度,缩短发动机响应时间1 s以上,极大提高了发动机的稳定性及鲁棒性。

开关磁阻电机ISAD系统主动阻尼状态研究

本文设计了一个6相12/10开关磁阻电机的模型并用这个模型作为ISAD系统模型的辅助扭矩源实现发动机怠速脉动主动阻尼控制。基于抗周期性干扰的原理构造仿真控制系统,通过模糊自适应PID控制器控制ISAD系统的输出扭矩。文章应用MATLAB/SIMULINK建立起仿真数学模型,以内燃机输出的周期性扭矩为扰动,根据速度反馈,用开关磁阻电机来产生扰动耦合扭矩来减小发动机扭矩脉动。最后得出了这种主动阻尼控制系统的仿真结果。