吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (3): 798-804.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180484

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直线电机/发动机系统稳态运行综合控制策略

臧鹏飞1(),王哲1,高洋2,孙晨乐1   

  1. 1. 同济大学 汽车学院,上海 201804
    2. 上海汽车集团股份有限公司 技术中心,上海 201804
  • 收稿日期:2018-05-16 出版日期:2019-05-01 发布日期:2019-07-12
  • 作者简介:臧鹏飞(1991?),男,博士研究生. 研究方向:直线电机/发动机系统控制. E?mail:513zpf@tongji.edu.cn
  • 基金资助:
    上海市科委项目(15DZ1201500)

Investigation of integrated control strategy for stable operation of linear generator/engine system

Peng⁃fei ZANG1(),Zhe WANG1,Yang GAO2,Chen⁃le SUN1   

  1. 1. College of Automotive Studies, Tongji University, Shanghai 201804, China
    2. R&D Center, SAIC Motor Corporation Limited, Shanghai 201804, China
  • Received:2018-05-16 Online:2019-05-01 Published:2019-07-12

摘要:

针对直线电机/发动机系统的稳态运行特性,建立了系统数值仿真模型,并利用样机台架验证了模型的精确性。对系统稳态运行过程中的扰动因素进行了分析,针对失火、撞缸、喷油量大幅波动等极限工况,采用整个行程通过电磁力控制、上下止点加以燃烧辅助控制的方法,提出了基于动子中点速度检测与动子轨迹跟随的稳态运行综合控制策略。研究结果表明:当扰动发生后,所提出的控制策略可以在3个行程内使系统恢复稳态运行。

关键词: 动力机械工程, 直线电机/发动机系统, 稳态运行, 轨迹跟随, 中点速度

Abstract:

To investigate the characteristics of Linear Generator/Engine System, the numerical simulation model of the system was set up. The accuracy of the simulation model was validated by a prototype. The disturbance during stable operation of the system was analyzed. under the extreme conditions of misfire, knocking and large variable load, an integrated control strategy was proposed based on mid?point velocity detection and trajectory tracking. The electromagnetic force control was applied during the whole stroke, and ignition control was applied around the top dead center. Results show that the system can return to stable operation within three strokes under this control after disturbance happens.

Key words: power machinery and engineering, linear generator/engine system, stable operation, trajectory tracking, mid?point velocity

中图分类号: 

  • TK441

图1

直线电机/发动机系统结构简图"

图2

直线电机/发动机系统受力分析"

图3

直线电机/发动机系统仿真模型"

图4

直线电机/发动机系统样机"

表1

系统主要参数"

参 数数值
横截面面积/m20.002
余隙体积/mm35.7×10-6
排气口开启时活塞与对应缸盖的距离/mm4.6
活塞的有效冲程长度/mm54.8
扫气箱压力/Pa1.52×105
系统动子质量/kg3.75

图5

右缸活塞位移曲线"

图6

右缸缸压曲线"

图7

动子运动轨迹跟随控制"

图8

系统稳态运行综合控制策略"

图9

失火工况下动子运动轨迹"

图10

失火工况下电磁力输出曲线"

图11

失火工况下动子位移曲线"

图12

点火位置提前值与中点速度增加值的关系"

图13

撞缸工况下动子运动轨迹"

图14

撞缸工况下电磁力输出曲线"

图15

喷油量随机波动情况"

图16

喷油量随机波动下动子运动轨迹"

图17

内动子位移"

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