基于反饋線性化法及最優(yōu)控制法的共軌噴射系統(tǒng)控制器設(shè)計

共軌系統(tǒng)由兩個主要回路組成：低壓（LP）回路（0.4～1MPa）和高壓（HP）回路（柴油機為30～160MPa,汽油機為2～20MPa）。圖1為共軌系統(tǒng)原理圖。

高壓泵將燃料從低壓回路泵入高壓回路。通過控制流過流量閥的燃料流可以控制軌道壓力。燃料噴入氣缸之前儲存在分配管中。噴射器根據(jù)噴射定時和實際軌道壓力來確定每個循環(huán)所需的燃油量。

共軌噴射系統(tǒng)的控制主要是校準(zhǔn)燃料流量、噴射定時、持續(xù)時間以及噴射壓力。開發(fā)了一種用于共軌噴射系統(tǒng)的控制器來保證校準(zhǔn)過程更加系統(tǒng)、更加簡單。基于圖1所示的共軌系統(tǒng)建立了OD共軌噴射模型。該模型包括了一個狀態(tài)量（軌道壓力）和一個控制量（流過流量閥和高壓泵的燃油流量）。根據(jù)該模型中的狀態(tài)量及控制量建立了輸入對狀態(tài)反饋線性化控制策略。然而，非線性系統(tǒng)固有的復(fù)雜性使得控制較為困難，因此將非線性系統(tǒng)進行線性化轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)化非線性系統(tǒng)的過程中，會產(chǎn)生一個虛擬的線性可控系統(tǒng)。

將非線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為虛擬線性可控系統(tǒng)后，采用了兩種線性二次型調(diào)節(jié)器控制策略對共軌系統(tǒng)進行控制。控制目標(biāo)是使得軌道壓力可以較好地跟隨目標(biāo)壓力。通過仿真分析來驗證該控制策略的有效性。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的共軌噴射系統(tǒng)控制器在保證穩(wěn)定性的前提下，可以顯著簡化校準(zhǔn)過程。

Rivas M. et al.2013 European Control Conference(ECC),17-19 July 2013.

編譯：賀蓉