一种发动机增压压力控制方法及装置与流程

技术特征：
1.一种发动机增压压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：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
；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；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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：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
；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；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。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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：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；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；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；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4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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：采用比例控制对所述系统微分方程进行调整，得到比例方程为其中，所述k
p
为所述pid控制器的系数；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5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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：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
。6.一种发动机增压压力控制装置，其特征在于，所述装置包括：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
；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；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。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一构建单元，包括：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
；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；
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。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第五构建单元，所述第五构建单元，包括：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；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；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；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9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二构建单元，包括：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，得到比例方程为其中，所述k
p
为所述pid控制器的系数；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10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制单元，包括：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
。

技术总结
本发明提供一种发动机增压压力控制方法及装置，获取发动机参数；利用预先构建的扩张状态观测器，根据发动机参数中的进气歧管当前时刻的压力P


技术研发人员：刘兴义 江楠 张雷波
受保护的技术使用者：潍坊潍柴动力科技有限责任公司
技术研发日：2021.07.20
技术公布日：2021/9/14