型通用汽车研究实验室的Cassidy教授和Dob
er教授所建立的模型应用较广泛见图2每一个模块都有其物理意义该单元系统是矛盾系统但它确实是迄今为止最好的模型
该线性发动机模型的输入变量包括延迟时间惯性J和多个K变量但是如果不使用物理方法进行计算以及发动机的测试结果这些输入变量的值将很难获取因此该模型需要进行详细的发动机测试以及大量已知的条件而且该模型的输出变量为高阶比如说Cassidy的模型是17阶的系统即使在物理条件下建成了这种模型庞大的计算量也使该模型的应用不现实
图2Dob
er的发动机模型4建模
如果想使用前一节中提到的发动机模型将需要很繁琐的过程在这些模型的基础之上本文作者提出了一个确切的模型其输入输出之间的时间是确定的图3是本文中所使用的发动机模型在该模型中控制器的输入量只有阀门位置和耗油率两项为了简化模型我们固定了点火时间所以这一项并没有在模型中出现
图3本文提出的发动机模型
f基于图3的物理模型运用统计的方法确定了各动态变量为了测试的目的我们采用了如图4所示的无规律输入信号图5给出了输入变量的联系该联系揭示了一个固定的不重复的频域类型的信号由算法确定的输入信号和转矩之间的关系在附录中可以查到
图4输入信号
图5输入信号的关联图6显示了输出信号和仿真结果从图中可以看出两者很好的匹配
图6输出信号和仿真结果我们可以用这种方法从该模型中获得状态方程1和一个输出等式2
f矩阵的组成部分ail和bkjij09k01在图7中标注出来然而
图7发动机动态模型图8是该模型极点在S平面中的位置显然极点全部位于S左半平面表明该系统处于稳定控制状态
图8极点位置
f5转矩伺服发动机图9是转矩统计仿真图图10是该仿真图的两种输入模型在d100中燃油系统落后于阀
门开启时间这是由于阀门的开始于现存系统是一致的儿转矩下降很明显而d50模型中缺相反因此在现有的系统中燃油系统就会不可避免的落后于空气系统故在加速的过程中转矩会落后只要能够控制空气系统正如该仿真模型所表现出来的那样就有可能在加速过程中解决转矩落后问题
图9转矩仿真
图10输入模型对空气系统的控制因此就称为提高转矩性能最可靠的方法当然过去的技术在控制燃料进入量和阀门开启之间的平衡关系问题上存在很大缺陷本文作者提出了一种转矩伺服系统全新的概念来提高转矩的稳定性和上升性能用现代控制理论体现多变量控制的过程中主要目标是要控制发动机输出转矩驾r