一种发动机增压压力控制方法及装置与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，更具地说，涉及一种发动机增压压力控制方法及装置。


背景技术：

2.随着汽车制造业的不断发展，发动机技术的也随之不断的发展，对于结构一定的发动机，增加进气压力，能够有效提高进入气缸新鲜气体的密度，即可以提高发动机的功率。
3.在现有技术中，主要采用经典的pid控制实现发动机增压压力的闭环控制，为了提高增压压力控制的效率还可以增加多组pid控制参数，以及基于发动机转速和喷油量的前馈控制，如图1所示，但是这种方式是前馈还是反馈部分都有大量的参数需要标定，但是这种方式不论前馈还是反馈部分都有大量的参数需要标定，而标定的参数可能会存在一定的误差，导致计算出的前馈控制存在一定的误差，从而导致计算出的vgt阀的开度不准确，这就需要pid控制器进行多次调整后，才能准确算出vgt阀的开度，导致发动机增压压力跟随响应偏慢。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种发动机增压压力控制方法及装置，以实现减少标定参数，以及提高计算vgt阀的开度的准确性和发动机增压压力的响应性。
5.本发明第一方面公开一种发动机增压压力控制方法，所述方法包括：
6.获取发动机参数，所述发动机参数至少包括进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
；
7.利用预先构建的扩张状态观测器，根据所述进气歧管当前时刻的压力p
in
和所述vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f；其中，所述预先构建的扩张状态观测器是基于预先构建的状态空间方程构建的，所述状态空间方程是根据历史发动机参数预先构建的；
8.利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、所述发动机参数、所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和所述总扰动估值f，计算下一时刻所述vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻所述vgt阀的开度控制所述vgt阀中的叶片摆角，以调整所述进气歧管的压力，直至所述进气歧管的压力达到所述预先设置的增压压力值p
in设定
为止；其中，所述预先构建的系统反馈控制律是基于预先构建的系统微分方程和pid控制器构建的。
9.可选的，所述基于预先构建的状态空间方程构建扩张状态观测器的过程包括：
10.获取历史发动机参数，所述历史发动机参数至少包括所述进气歧管的压力p
in
、所述vgt阀的开度u
vgt
、所述进气歧管温度t
in
、所述进气歧管的体积v
in
、压力机的后质量流量w
c
和喷射燃油的质量流量w
f
；
11.基于所述进气歧管的压力p
in
、所述vgt阀的开度u
vgt
、所述进气歧管温度t
in
、所述进气歧管的体积v
in
、压力机的后质量流量w
c
和喷射燃油的质量流量w
f
，构建状态空间方程；
12.基于所述状态空间方程和预先设置的扩张观测器增益矩阵，构建初始扩张状态观测器为
13.通过对所述初始扩张状态观测器中的l进行配置，以使得所述初始扩张状态观测器中的a
‑
lc的特征根在复平面左半部分，得到扩张状态观测器。
14.可选的，所述方法还包括系统微分方程的预先构建过程，所述系统微分方程的预先构建过程，包括：
15.以所述进气歧管为对象，构建第一气体压缩方程为其中，w
c
为压力机的后质量流量，t
in
为所述进气歧管温度，v
in
为所述进气歧管的体积，w
egr
为egr的质量流量，w
in
为进入发动机气缸的质量流量；
16.以排气歧管为对象，对所述第一气体压缩方程进行简化，得到第二气体压缩方程为w
in
w
f
‑
w
egr
‑
w
vgt
＝0；其中，w
f
为喷射燃油的质量流量；
17.以所述vgt阀为对象，构建节流公式为其中，c
vgt
为vgt节流系数，p0为大气压力，p
out
为排气歧管压力，t
out
为排气歧管温度，f为所述总扰动估值，k
vgt
为比例参数；
18.基于所述第一气体压缩方程、所述第二气体压缩方程和所述节流公式，确定系统微分方程为
19.可选的，所述基于预先构建的系统微分方程和pid控制器构建系统反馈控制律的过程，包括：
20.采用比例控制对所述系统微分方程进行调整，得到比例方程为p
in.
＝k
p
(p
in设定
‑
p
in
)；其中，所述k
p
为所述pid控制器的系数；
21.基于所述系统微分方程和所述比例方程，确定系统反馈控制律为
22.可选的，所述利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、所述发动机参数、所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和所述总扰动估值f，计算下一时刻所述vgt阀的开度u
vgt
，包括：
23.利用系统反馈控制律根据预先设置的增压压力值p
in设定
、所述发动机参数、所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和所述
总扰动估值f进行计算，得到下一时刻所述vgt阀的开度u
vgt
，其中，所述发动机参数至少包括所述喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、所述压力机当前时刻的后质量流量w
c
、所述进气歧管当前时刻的温度t
in
，以及所述进气歧管当前时刻的体积v
in
。
24.本发明第二方面公开一种发动机增压压力控制装置，所述装置包括：
25.第一获取单元，用于获取发动机参数，所述发动机参数至少包括进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
；
26.预估单元，用于利用预先构建的扩张状态观测器，根据所述进气歧管当前时刻的压力p
in
和所述vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f；其中，所述预先构建的扩张状态观测器是基于第一构建单元构建的；
27.控制单元，用于利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、所述发动机参数、所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和所述总扰动估值f，计算下一时刻所述vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻所述vgt阀的开度控制所述vgt阀中的叶片摆角，以调整所述进气歧管的压力，直至所述进气歧管的压力达到所述预先设置的增压压力值p
in设定
为止；其中，所述预先构建的系统反馈控制律是基于第二构建单元构建的。
28.可选的，所述第一构建单元，包括：
29.第二获取单元，用于获取历史发动机参数，所述历史发动机参数至少包括所述进气歧管的压力p
in
、所述vgt阀的开度u
vgt
、所述进气歧管温度t
in
、所述进气歧管的体积v
in
、压力机的后质量流量w
c
和喷射燃油的质量流量w
f
；
30.第三构建单元，用于基于所述进气歧管的压力p
in
、所述vgt阀的开度u
vgt
、所述进气歧管温度t
in
、所述进气歧管的体积v
in
、压力机的后质量流量w
c
和喷射燃油的质量流量w
f
，构建状态空间方程；
31.第四构建单元，用于基于所述状态空间方程和预先设置的扩张观测器增益矩阵，构建初始扩张状态观测器为
32.配置单元，用于通过对所述初始扩张状态观测器中的l进行配置，以使得所述初始扩张状态观测器中的a
‑
lc的特征根在复平面左半部分，得到扩张状态观测器。
33.可选的，所述装置还包括第五构建单元，所述第五构建单元，包括：
34.第六构建单元，用于以所述进气歧管为对象，构建第一气体压缩方程为其中，w
c
为压力机的后质量流量，t
in
为所述进气歧管温度，v
in
为所述进气歧管的体积，w
egr
为egr的质量流量，w
in
为进入发动机气缸的质量流量；
35.第七构建单元，用于以排气歧管为对象，对所述第一气体压缩方程进行简化，得到第二气体压缩方程为w
in
w
f
‑
w
egr
‑
w
vgt
＝0；其中，w
f
为喷射燃油的质量流量；
36.第八构建单元，用于以所述vgt阀为对象，构建节流公式为其中，c
vgt
为vgt节流系数，p0为大气压力，p
out
为排气歧管压力，t
out
为排气歧管温度，f为所述总扰动估值，k
vgt
为比例参数；
37.第一确定单元，用于基于所述第一气体压缩方程、所述第二气体压缩方程和所述节流公式，确定系统微分方程为
38.可选的，所述第二构建单元，包括：
39.调整单元，用于采用比例控制对所述系统微分方程进行调整，得到比例方程为p
in.
＝k
p
(p
in设定
‑
p
in
)；其中，所述k
p
为所述pid控制器的系数；
40.第二确定单元，用于基于所述系统微分方程和所述比例方程，确定系统反馈控制律为
41.可选的，所述控制单元，包括：
42.控制子单元，用于利用系统反馈控制律为根据预先设置的增压压力值p
in设定
、所述发动机参数、所述进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和所述总扰动估值f进行计算，得到下一时刻所述vgt阀的开度u
vgt
，其中，所述发动机参数至少包括所述喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、所述压力机当前时刻的后质量流量w
c
、所述进气歧管当前时刻的温度t
in
，以及所述进气歧管当前时刻的体积v
in
。
43.本发明提供一种发动机增压压力控制方法及装置，可以预先通过根据历史发动机参数构建状态空间方程，并根据构建的状态空间方程构建扩张状态观测器，以及根据预先构建的系统微分方程和pid控制器构建系统反馈控制律；进而在获取到发动机参数后，利用预先构建的扩张状态观测器，根据获取到的发动机参数中的进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f，以便利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数、进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f，计算下一时刻vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻所述vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到所述预先设置的增压压力值p
in设定
为止。本发明提供的计算方案，只需标定增压压力值，大大减少了标定的参数量，并且，通过预先构建的扩张状态观测器，可以将无法建模的扰动部分变为状态变量预估出总扰动估值f，大大提高了前馈控制的准确率，进而提高计算vgt阀的开度的准确性和发动机增压压力的响应性。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
45.图1为现有技术提供的一种经典的pid控制实现增压压力的闭环控制的结构示意图；
46.图2为本发明实施例提供的一种发动机的结构示意图；
47.图3为本发明实施例提供的一种发动机增压压力控制方法的流程示意图；
48.图4为本发明实施例提供的一种发动机增压压力控制方法的示例图；
49.图5为本发明实施例提供的一种发动机增压压力控制装置的结构示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
53.需要注意，本发明公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
54.需要注意，本发明公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
55.动机增压压力控制：至少带有vgt阀、egr阀以及进气歧管的发动机，增压压力需要进行闭环控制，通过设定值与实际值的差值结合基于pid控制原理实现闭环控制。
56.pid控制：经典控制理论中的常用控制方法，包含比例环节p，积分环节i以及微分环节d，构建系统闭环控制。
57.状态空间方程：现代控制理论描述物理系统的基本表达形式，体现输入变量、输出变量及状态变量之间的关系。
58.扩张状态观测器：基于状态空间方程构建的全阶状态观测器，特点是除了原有状态变量外，将无法建模的扰动部分也变为状态变量同时进行预估。
59.vgt阀：可变截面增压器，可以通过电机调节增压器叶片摆角，实现发动机增压能力的动态调整，通常以进气歧管增压压力作为控制目标。
60.egr阀：废气再循环装置，可以通过电机调节阀门角度，实现废气引入量的控制，从而降低nox排放，通常以新鲜进气量作为控制目标。
61.参见图2，示出了本发明实施例提供的一种发动机的结构示意图，该发动机包括进气歧管、egr阀、发动机气缸、排气歧管和vgt阀，其中，进气歧管的输出端与发动机气缸的输入端相连，进气歧管的第一输入端与压力机端口相连，进气歧管的第二输入端与egr阀的输出端相连，egr阀的输入端与排气歧管的第一输出端相连，排气歧管的输入端与发动机气缸
的输出端相连，排气歧管的第二输出端与vgt阀的输出端相连，vgt阀的输出端与涡轮机端口相连。
62.参见图3，示出了一种发动机增压压力控制方法的流程示意图，该发动机增压压力控制方法应用于如图2所示的发动机，该发动机增压压力控制方法具体包括以下步骤：
63.s301：获取发动机参数，发动机参数至少包括进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
。
64.在具体执行步骤s301的过程中，当接收到发动机增压压力控制请求时，获取如图2所示的发动机的发动机参数，其中，发动机参数包括喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、压力机当前时刻的后质量流量w
c
、进气歧管当前时刻的温度t
in
、进气歧管当前时刻的体积v
in
、进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
。
65.s302：利用预先构建的扩张状态观测器，根据进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f；其中，预先构建的扩张状态观测器是基于预先构建的状态空间方程构建的，状态空间方程是根据历史发动机参数预先构建的。
66.在步骤s302中，预先构建有扩张状态观测器，预先构建的扩张状态观测器是基于预先构建的状态空间方程构建的。
67.在本技术实施例中，基于预先构建的状态空间方程构建扩张状态观测器的过程为：获取历史发动机参数，基于利于获取的历史发动机参数构建状态空间方程，如公式1所示，基于构建好的状态空间方程和预先设置的扩张观测器增益矩阵，构建初始扩张状态观测器，最后通过对初始扩张状态观测器中的l进行配置，以使得初始扩张状态观测器中的a
‑
lc的特征根在复平面左半部分，得到扩张状态观测器。其中，预先设置的扩张观测器增益矩阵如公式2所示，基于构建好的状态空间方程和预先设置的扩张观测器增益矩阵构建的初始扩张状态观测器如公式3所示。
[0068][0069][0070][0071]
其中，x1为进气歧管的压力p
in
，x2为总扰动估值f，h为f0等于u为vgt阀的开度u
vgt
，c＝[1 0]，p
in
为进气歧管的压力、t
in
为进气歧管温度、v
in
为进气歧管的体积、w
c
为
压力机的后质量流量和w
f
为喷射燃油的质量流量；β1和β2为可调参数，故可以调整β1和β2的具体数值来实现l的配置，从而使初始扩张状态观测器中的a
‑
lc的特征根在复平面左半部分，得到扩张状态观测器。
[0072]
在具体执行步骤s302的过程中，预先构建有扩张状态观测器，进而在获取到发动机参数后，将获取到的发动机参数中的进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
带入预先构建的扩张状态观测器中，以使预先构建的扩张状态观测器利用进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f。
[0073]
s303：利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数、进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f，计算下一时刻vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到预先设置的增压压力值p
in设定
为止；其中，预先构建的系统反馈控制律是基于预先构建的系统微分方程和pid控制器构建的。
[0074]
在步骤s303中，预先构建有系统反馈控制律，预先控制的系统反馈控制律是由预先构建的系统微分方程和ipd控制器构建的。
[0075]
在本技术实施例中，预先构建系统微分方程的过程为：以进气歧管为对象，基于压力机的后质量流量w
c
、进气歧管温度t
in
、进气歧管的体积v
in
，以及egr的质量流量w
egr
构建第一气体压缩方程，如公式4所示；以排气歧管为对象，对第一气体压缩方程进行简化，得到第二气体压缩方程，如公式5所示，并vgt阀为对象，基于vgt节流系数c
vgt
、大气压力p0、排气歧管压力p
out
、排气歧管温度t
out
构建节流公式如公式6所示；基于第一气体压缩方程、第二气体压缩方程和节流公式，确定系统微分方程，如公式7所示。
[0076][0077]
w
in
w
f
‑
w
egr
‑
w
vgt
＝0
ꢀꢀꢀ
(5)
[0078][0079][0080]
其中，k
vgt
为比例参数，k
vgt
是基于确定的，具体的，k
vgt
为基于绘制的曲线的斜率值，f为总扰动估值。
[0081]
在本技术实施例中，根据预先构建的系统微分方程和pid控制器构建系统反馈控制律的过程为：根据构建出的系统微分方程可以确定该方程为一阶系统，故采用比例控制，根据增压压力值p
in设定
和系统微分方程，确定比例方程，如公式8所示；并基于系统微分方程和比例方程，确定系统反馈控制律，如公式9所示。
[0082]
p
in.
＝k
p
(p
in设定
‑
p
in
)
ꢀꢀꢀ
(8)
[0083][0084]
其中，k
p
为pid控制器的系数。
[0085]
在具体执行步骤s303的过程中，在利用预先构建的扩张状态观测器预估出进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f后，利用系统反馈控制律为根据预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数至少包括喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、压力机当前时刻的后质量流量w
c
、进气歧管当前时刻的温度t
in
、进气歧管当前时刻的体积v
in
、进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f进行计算，得到下一时刻vgt阀的开度u
vgt
。
[0086]
并基于计算出的下一时刻vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到预先设置的增压压力值p
in设定
为止。
[0087]
本发明提供一种发动机增压压力控制方法，可以预先通过根据历史发动机参数构建状态空间方程，并根据构建的状态空间方程构建扩张状态观测器，以及根据预先构建的系统微分方程和pid控制器构建系统反馈控制律；进而在获取到发动机参数后，利用预先构建的扩张状态观测器，根据获取到的发动机参数中的进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f，以便利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数、进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f，计算下一时刻vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到预先设置的增压压力值p
in设定
为止。本发明提供的计算方案，只需标定增压压力值，大大减少了标定的参数量，并且，通过预先构建的扩张状态观测器，可以将无法建模的扰动部分变为状态变量预估出总扰动估值f，大大提高了前馈控制的准确率，进而提高计算vgt阀的开度的准确性和发动机增压压力的响应性。
[0088]
为了更好的对上述内容进行理解，下面以图4为例对本发明提供的发动机增压压力控制方法进行举例说明。
[0089]
例如，参见图4，获取发动机参数，其中，发动机参数至少包括喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、压力机当前时刻的后质量流量w
c
、进气歧管当前时刻的温度t
in
、进气歧管当前时刻的体积v
in
、进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
。
[0090]
将进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
输入预先构建的扩张状态观测器，以使预先构建的扩张状态观测器根据进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f。
[0091]
利用预先构建的系统反馈控制律，基于喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、压力机当前时刻的后质量流量w
c
、进气歧管当前时刻的温度t
in
进气歧管当前时刻的体积v
in
、预先设置的增压压力值p
in设定
、进气歧管当前时刻的压力p
in
估值和总扰动估值f，计算下一时
刻vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到预先设置的增压压力值p
in设定
为止。
[0092]
基于本技术实施例公开的发动机增压压力控制方法，本发明实施例还对应公开了一种发动机增压压力控制装置，如图5所示，该发动机增压压力控制装置包括：
[0093]
第一获取单元51，用于获取发动机参数，发动机参数至少包括进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
；
[0094]
预估单元52，用于利用预先构建的扩张状态观测器，根据进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f；其中，预先构建的扩张状态观测器是基于第一构建单元构建的；
[0095]
控制单元53，用于利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数、进气歧管当前时刻的压力p
in
的估值和总扰动估值f，计算下一时刻vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到预先设置的增压压力值p
in设定
为止；其中，预先构建的系统反馈控制律是基于第二构建单元构建的。
[0096]
上述本发明实施例公开的发动机增压压力控制装置中各个单元具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的发动机增压压力控制方法相同，可参见上述本发明实施例公开的发动机增压压力控制方法中相应的部分，这里不再进行赘述。
[0097]
本发明提供一种发动机增压压力控制装置，可以预先通过根据历史发动机参数构建状态空间方程，并根据构建的状态空间方程构建扩张状态观测器，以及根据预先构建的系统微分方程和pid控制器构建系统反馈控制律；进而在获取到发动机参数后，利用预先构建的扩张状态观测器，根据获取到的发动机参数中的进气歧管当前时刻的压力p
in
和vgt阀当前时刻的开度u
vgt
，预估进气歧管当前时刻的压力p
in
估算值和总扰动估值f，以便利用预先构建的系统反馈控制律，基于预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数、进气歧管当前时刻的压力p
in
估值和总扰动估值f，计算下一时刻vgt阀的开度u
vgt
，并基于下一时刻vgt阀的开度控制vgt阀中的叶片摆角，以调整进气歧管的压力，直至进气歧管的压力达到预先设置的增压压力值p
in设定
为止。本发明提供的计算方案，只需标定增压压力值，大大减少了标定的参数量，并且，通过预先构建的扩张状态观测器，可以将无法建模的扰动部分变为状态变量预估出总扰动估值f，大大提高了前馈控制的准确率，进而提高计算vgt阀的开度的准确性和发动机增压压力的响应性。
[0098]
可选的，第一构建单元，包括：
[0099]
第二获取单元，用于获取历史发动机参数，历史发动机参数至少包括进气歧管的压力p
in
、vgt阀的开度u
vgt
、进气歧管温度t
in
、进气歧管的体积v
in
、压力机的后质量流量w
c
和喷射燃油的质量流量w
f
；
[0100]
第三构建单元，用于基于进气歧管的压力p
in
、vgt阀的开度u
vgt
、进气歧管温度t
in
、进气歧管的体积v
in
、压力机的后质量流量w
c
和喷射燃油的质量流量w
f
，构建状态空间方程；
[0101]
第四构建单元，用于基于状态空间方程和预先设置的扩张观测器增益矩阵，构建
初始扩张状态观测器为
[0102]
配置单元，用于通过对初始扩张状态观测器中的l进行配置，以使得初始扩张状态观测器中的a
‑
lc的特征根在复平面左半部分，得到扩张状态观测器。
[0103]
可选的，本发明提供的发动机增压压力控制装置，还包括第五构建单元，第五构建单元包括：
[0104]
第六构建单元，用于以进气歧管为对象，构建第一气体压缩方程为其中，w
c
为压力机的后质量流量，t
in
为进气歧管温度，v
in
为进气歧管的体积，w
egr
为egr的质量流量，w
in
为进入发动机气缸的质量流量；
[0105]
第七构建单元，用于以排气歧管为对象，对第一气体压缩方程进行简化，得到第二气体压缩方程为w
in
w
f
‑
w
egr
‑
w
vgt
＝0；其中，w
f
为喷射燃油的质量流量；
[0106]
第八构建单元，用于以vgt阀为对象，构建节流公式为其中，c
vgt
为vgt节流系数，p0为大气压力，p
out
为排气歧管压力，t
out
为排气歧管温度，f为总扰动估值，k
vgt
为比例参数；
[0107]
第一确定单元，用于基于第一气体压缩方程、第二气体压缩方程和节流公式，确定系统微分方程为
[0108]
可选的，第二构建单元，包括：
[0109]
调整单元，用于采用比例控制对系统微分方程进行调整，得到比例方程为p
in.
＝k
p
(p
in设定
‑
p
in
)；其中，k
p
为pid控制器的系数；
[0110]
第二确定单元，用于基于系统微分方程和比例方程，确定系统反馈控制律为
[0111]
可选的，控制单元，包括：
[0112]
控制子单元，用于利用系统反馈控制律为根据预先设置的增压压力值p
in设定
、发动机参数、进气歧管当前时刻的压力p
in
估值和总扰动估值f进行计算，得到下一时刻vgt阀的开度u
vgt
，其中，发动机参数至少包括喷射燃油的当前时刻质量流量w
f
、压力机当前时刻的后质量流量w
c
、进气歧管当前时刻的温度t
in
，以及进气歧管当前时刻的体积v
in
。
[0113]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也
可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0114]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0115]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0116]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。