船用柴油机燃烧过程控制策略设计及仿真验证

摘要

为降低船用柴油机燃烧这一典型不确定离散时间系统的循环间燃烧过程参数波动以及在转速闭环基础上增加燃烧过程闭环的控制策略,以YC-6K船用高速柴油机为研究对象,以柴油机工作的燃烧过程-动力学模型为基础,建立YC-6K柴油机Simulink仿真模型.通过研究柴油机动力学原理,设计Taguchi正交试验,使用统计学分析方法对系统影响因素进行P值分析、Pearson相关系数分析,获得燃烧过程参数与影响因素之间的相关性排序.通过参照分析结果,选取最合适的控制变量、反馈变量及控制变量修正策略.通过分析燃烧过程参数相关性,提出适用于船舶柴油机负荷特性的基于转速闭环的燃烧过程参数控制策略.最后,通过ETAS-LABCAR与dSpace单板机进行模型实时运行仿真及控制策略有效性验证.验证结果表明:所提出的控制策略能够完成转速闭环与CA 50闭环双闭环控制,CA 50的变异系数最大值由5.5降为4.0,偏离率最大值由19％降为14％,并且上述策略能够有效补偿CA 50调节及负荷变化对转速波动的影响.