一种电喷发动机调速控制方法及装置与流程

文档序号:33560822发布日期:2023-03-22 14:14阅读:165来源:国知局
一种电喷发动机调速控制方法及装置与流程

1.本发明涉及发动机技术领域,尤其涉及一种电喷发动机调速控制方法及装置。


背景技术:

2.随着发动机技术和电子控制技术的进步,以及对发动机性能、排放等综合性能的需求不断提升,发动机燃油电喷控制技术在发动机领域的应用越来越普及。尤其在铁路、舰船、固定电站等领域使用的大功率柴油机,正在逐渐实现电喷化。
3.通过发动机燃油电喷控制器(以下简称电喷控制器),根据发动机实际转速、目标转速进行pi运算,实时控制燃油喷射量的相关算法和技术,已经比较普及和成熟。经典pi控制算法源自位置控制系统的经典pi控制算法。其控制逻辑是动态比较实际位置、目标位置,进行p(比例)运算、i(积分)运算,综合p、i运算结果,控制执行机构的参数,进而影响实际位置。此类位置pi控制的特点是,通过执行机构的控制,能够持续的改变实际位置。通常只采用p(比例运算)也能使实际位置逐渐逼近目标位置,并在目标位置附近振荡。i(积分运算)则用以改善控制系统的稳定性。
4.目前大多数的电喷控制器采用的仍是经典的pi控制算法。然而此类算法对于发动机调速控制、油量控制有一定的局限性。pi运算的结果通常是发动机负荷或燃油喷射量,通过该结果影响发动机实际转速。然而与位置式pi控制方法的固定输出结果能够持续影响实际位置不同,固定发动机负荷或燃油喷射量不能持续影响发动机实际转速,导致p(比例)运算失效,直接影响到控制系统的响应速度和稳定性。具体体现在,p(比例)运算通过计算发动机目标转速与实际转速的差值,乘以kp(比例)系数,得到p(比例)运算结果发动机负荷或燃油喷射量,然而固定的发动机负荷或燃油喷射量并不能持续改变发动机实际转速。也不满足pi控制中,发生阶跃时,采用固定的kp(比例)系数也可以使实际值围绕目标值波动的结果。使得发动机转速的调节实际上是由i(积分)运算调节的,无法发挥p(比例)运算的效能,进而造成发动机调速控制的相应速度和稳定性之间产生矛盾。
5.由此可见,经典的位置式pi控制算法,不能完全满足发动机转速控制的需要。为了提高发动机的转速控制性能,有必要开发一种适应此类应用特点的新型pi控制算法。


技术实现要素:

6.根据现有技术存在的问题,本发明公开了一种电喷发动机调速控制方法,具体包括如下步骤:
7.获取发动机目标转速与实际转速的差值;
8.将所述发动机目标转速与实际转速的差值,采用累计pi控制方法的控制得到发动机燃油喷射控制系统循环供油量系数,从而实现转速控制。
9.所述发动机目标转速与实际转速的差值,采用累计pi控制方法的控制得到发动机燃油喷射控制系统循环供油量系数:
10.发动机目标转速与实际转速的差值err(n)与比例系数kp相乘,得到本次差值倍数
op_p(n);
11.本次差值倍数op_p(n)与第三次差值倍数op_p3(n-1)相加,得到第一次差值倍数op_p1(n);
12.其中本次第三次差值倍数op_p3(n-1)=op_p2(n-1)*kp1;其中:0《kp1《1;
13.op_p2(n-1)=1/z(本次差值倍数op_p(n)+上一次第三次差值倍数op_p3(n-1));
14.所述第一次差值倍数op_p1(n)经过i运算,得到积分差值倍数;
15.所述第一次差值倍数op_p1(n)与积分差值倍数相加得到发动机燃油喷射控制系统循环供油量调整系数。
16.一种电喷发动机调速控制装置,包括:
17.获取模块:用于获取发动机目标转速与实际转速的差值;
18.控制模块:用于将所述发动机目标转速与实际转速的差值,采用累计pi控制方法的控制得到发动机燃油喷射控制系统循环供油量系数;从而实现转速控制。
19.由于采用了上述技术方案,本发明提供的一种电喷发动机调速控制方法及装置,其中该方法在经典pi控制的基础上,针对比例运算环节进行了改进,引入反馈机制,反馈环节具有可调节的系数,从而可以调整优化反馈环节的输出,反馈环节的系数在静态或动态下均可进行调整。本发明方案的实施增强了比例运算环节的实际效能。本发明方案适合应用于发动机调速控制领域、燃油电子喷射控制领域或其他基于pi调节的控制领域。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明电喷发动机调速控制方法的原理图
22.图2为本发明电喷发动机调速控制方法的流程图
具体实施方式
23.为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
24.如图1所示的一种电喷发动机调速控制方法,该方法是在经典pi控制原理的基础上,结合发动机燃油喷射控制系统的特点,开发的一种新型pi控制原理,解决非位置型的pi控制系统中,使用经典控制原理造成p(比例)运算失效或不能实现应有效果的问题。
25.本发明公开的方法主要是通过发动机燃油喷射控制系统对于循环供油量调控来实现的。对目标转速与实际转速的差值,即转速差(目标转速-实际转速)进行pi运算,得到循环供油量。
26.在本方案的pi运算中,原有的i运算保持不变,p运算按照图2进行运算和控制。本次转速差err(n),作为系统输入,乘以比例系数(kp),得到本次op_p(n);op_p(n)与op_p3(n-1)相加,得到op_p1(n)。op_p1(n)作为p运算的输出结果,联合i运算输出结果,进行后续的pi控制。记录本次op_p1(n)用于下一次p运算记作op_p2(n-1),op_p2(n-1)乘以kp1(kp1
大于0,小于1),得到op_p3(n-1),用于下一次p运算。
27.其中err(n)为本次转速差,op_p(n)为本次基本p运算输出,op_p1(n)为本次综合p运算输出,op_p2(n-1)为上一次综合p运算输出,kp1为反馈比例系数(用于计算上一次计算结果的累积比例),op_p3(n-1)为上一次p运算反馈累积量。
28.对于发动机燃油喷射控制系统软件的pi控制逻辑,如图2所示,具体采用如下方式:
29.1)定时进入pi运算流程1.1,进入流程1.2;
30.2)进入流程1.2,获取上次综合p运算输出op_p2(n-1),进入流程1.3;
31.3)进入流程1.3,获取反馈比例系数kp1,进入流程1.4;
32.4)进入流程1.4,计算上一次p运算反馈累积量op_p3(n-1)=op_p2(n-1)*kp1,进入流程1.5;
33.5)进入流程1.5,计算本次转速差err(n)=目标转速-实际转速,进入流程1.6;
34.6)进入流程1.6,计算本次基本p运算输出op_p(n)=err(n)*kp,进入流程1.7;
35.7)进入流程1.7,计算本次综合p运算输出op_p1(n)=op_p(n)+op_p3(n-1),进入流程1.8;
36.8)进入流程1.8,计算本次pi运算结果op_pi(n)=op_p1(n)+op_i(n),进入流程1.9;注:op_i(n)为本次i运算输出结果,op_pi(n)为本次pi运算结果;
37.9)进入流程1.9,输出本次pi运算结果op_pi(n),进入流程1.10;
38.进入流程1.10,完成本次pi运算。
39.本发明公开了一种电喷发动机调速控制装置,包括:
40.获取模块:用于获取发动机目标转速与实际转速的差值;
41.控制模块:用于将所述发动机目标转速与实际转速的差值,采用累计pi控制方法的控制得到发动机燃油喷射控制系统循环供油量系数;从而实现转速控制。
42.本发明公开的一种电喷发动机调速控制方法,能够将p运算形成内部反馈累积,贴合发动机调速控制/燃油喷射控制的实际情况,实现稳定可靠的p运算效果,能够将p运算形成内部反馈累积比例可以根据实际需求,进行静态或动态调整,进一步优化p运算效能,该技术方案因为实现了p运算的实际输出效能,进而降低了i运算的负担,提升系统的稳定性,降低pi参数的调试难度。
43.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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