Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Статья посвящена вопросам разработки адаптивных методов управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС) на основе обратной связи по сигналу ионного тока. Приведен краткий обзор методов контроля и регулирования соотношения воздух/топливо и сформулирована цель исследования. Цель исследования заключается в разработке проблемно-ориентированной модели интегральной характеристики сигнала ионного тока и системы экстремального регулирования цикловой подачи топлива на ее основе, способной обеспечить возможность работы двигателя на заданном соотношении воздух/топливо в условиях параметрической неопределенности объекта управления. На основе анализа работ сторонних авторов, а также экспериментальных исследований, обоснована возможность применения сигнала ионного тока в системах управления топливоподачей ДВС для решения задачи поддержания заданного соотношения воздух/топливо по принципу экстремального регулирования. На основе аппроксимации экспериментальных данных получены функциональные зависимости интегральной характеристики сигнала ионного тока от коэффициента избытка воздуха для различных режимов работы двигателя. На основе полученных функциональных зависимостей и математического аппарата передаточных функций разработана и верифицирована проблемно-ориентированная математическая модель интегральной характеристики сигнала ионного тока. Разработанная математическая модель, с учетом влияния коэффициента избытка воздуха, позволяет учитывать следующие динамические и статические характеристики процесса сгорания топлива: задержку воспламенения, время выгорания топлива, динамику выгорания топлива, энергетику процесса сгорания. На основе разработанной математической модели в программе MATLAB построена имитационная модель системы экстремального регулирования цикловой подачи топлива с обратной связью по интегральной характеристике сигнала ионного тока. Результаты моделирования показывают, что разработанная система экстремального регулирования способна обеспечить работу ДВС в области естественного экстремума функции зависимости интеграла ионного тока от коэффициента избытка воздуха. Также показано, что применение метода введения фиктивного экстремума позволяет обеспечить работу двигателя на любом заданном отношении воздух/топливо в пределах воспламеняемости топливно-воздушной смеси.
Бесплатно
