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通用小型汽油机控制模型及优化研究，硕士学位论文，共72页。
【摘要】 通用小型汽油机由于工作性能可靠、结构紧凑、价格低廉以及携带和操作便利,被广泛用于园艺修剪、农业浇灌、应急发电以及小型工程机械等领域。我国小型汽油机产量迅速增长带来能耗增加和排放加剧的问题,在排放法规日益严格的背景下,开发小型汽油机电控系统已经成为解决该问题最有效的方法之一。本文采用基于模型设计的理念,使用Simulink软件搭建小型汽油机控制模型。控制模型主要分为四个基本模块:数据采集模块、发动机参数计算模块、发动机状态管理模块以及同步任务调度模块。控制模型用于实现数据采集、计算喷油与点火控制参数以及判断发动机工况和曲轴状态等功能,并对控制模型进行仿真测试,验证控制模型的实时性与精确性。根据汽油机平均值模型的思路,建立基本喷油脉宽计算模型。模型首先由能量守恒定律推导出适应于170F小型汽油机的充气系数表达式,建立充气系数计算模型,由此获得汽油机循环进气量;其次由燃油蒸发与油膜形成的算法获得燃油喷射流量;然后通过喷油器的流量特性和循环喷油量推导出发动机各工况的基本喷油脉宽。为进一步精确控制汽油机在复杂工况时的喷油量和点火正时,根据发动机工况和环境因素对基本喷油脉宽、基本点火提前角和点火能量进行修正。制定修正策略,并建立修正模型,提高控制模型的控制精度。基本喷油脉宽修正模型包括:机体温度修正、进气温度修正、蓄电池电压修正、怠速工况修正、瞬态工况修正以及起动工况修正等。基本点火提前角修正模型包括:进气温度修正、机体温度修正和怠速工况修正等。首先通过汽油机模拟平台对控制模型进行硬件在环测试,然后选用170F汽油机进行台架试验,包括实机测试、标定MAP数据和测试发动机性能。试验结果表明,搭建的控制模型能够使汽油机正常运行,在保证动力性和经济性的前提下,满足EPAⅢ阶段排放限值要求。
【关键词】 通用小型汽油机； 控制模型； 修正模型； 电控系统； 基于模型设计；