Please enter banners and links.

فهرست اشکال
TOC \h \z \c “شکل” شکل ‏11 چندراهه ورودی موتور دیزل PAGEREF _Toc412497783 \h 7شکل ‏12 یک کنترلر مرسوم در خودرو [23] PAGEREF _Toc412497784 \h 13شکل ‏13 ساختار کلی کنترلر موتور دیزل PAGEREF _Toc412497785 \h 14شکل ‏14 ساختار کنترلرهای حلقه باز [24] PAGEREF _Toc412497786 \h 14شکل ‏15 ساختار کنترلر حلقه بسته [24] PAGEREF _Toc412497787 \h 15شکل ‏16 نگاشت بین گشتاورمطلوب و دور موتور با مقادیر ورودی به موتور [8] PAGEREF _Toc412497788 \h 16شکل ‏17 آموزش کنترلر شبکه عصبی به روش غیر مستقیم [21] PAGEREF _Toc412497789 \h 17شکل ‏18 طرحواره کنترلی کنترلر پیشخور شیر بازگردانی گازهای خروجی [40] PAGEREF _Toc412497790 \h 19شکل ‏19 طرحواره کنترلی مورد استفاده توسط آلفیری [41] PAGEREF _Toc412497791 \h 19شکل ‏110 طرح کنترلی استفاده شده توسط وانگ و همکاران [45] PAGEREF _Toc412497792 \h 21شکل ‏111 کنترل سلسله مراتبی توسعه داده شده توسط راجامانی و همکاران [46] PAGEREF _Toc412497793 \h 21شکل ‏112 ساختار کنترل فازی توسعه داده شده توسط آرنولد و همکاران [44] PAGEREF _Toc412497794 \h 22شکل ‏113 کنترلر غیرمتمرکز توسعه داده شده توسط لامارا و همکاران [50] PAGEREF _Toc412497795 \h 24شکل ‏21 اجزای موتور مورد مدل سازی PAGEREF _Toc412497796 \h 35شکل ‏22 طرحوارهای از تجهیزات بستر آزمون PAGEREF _Toc412497797 \h 37شکل ‏23 موتور دیزل در اتاق آزمون PAGEREF _Toc412497798 \h 37شکل ‏24 ارتباط بین سیستم پدیده های درون سیلندری، سیستم ورودی/خروجی، سیستم پاشش سوخت و سیستم اینرسی موتور PAGEREF _Toc412497799 \h 39شکل ‏25 سیستم های دینامیکی و شبه استاتیکی تشکیل دهنده سیستم موتور دیزل PAGEREF _Toc412497800 \h 40شکل ‏26 معماری مدل موتور دیزل مجهز به توربوشارژر PAGEREF _Toc412497801 \h 41شکل ‏27 توابع بی بعد مورد استفاده در مدل سازی کمپرسور PAGEREF _Toc412497802 \h 45شکل ‏28 توابع بی بعد مورد استفاده در مدل سازی توربین PAGEREF _Toc412497803 \h 46شکل ‏29 وابستگی بازده خنک کن میانی به جریان جرمی گاز گذرنده از آن PAGEREF _Toc412497804 \h 48شکل ‏210 روال مدل سازی فرآیندهای درون سیلندری PAGEREF _Toc412497805 \h 51شکل ‏211 شبکه های عصبی توسعه داده شده به منظور تخمین آلاینده ها و عملکرد (وزنهای روی خطوط ارتباطی نشان داده نشده است) PAGEREF _Toc412497806 \h 55شکل ‏212 مقایسه نتایج حاصل از مدل شبیه سازی سیکل، شبکه عصبی و پاسخ های آزمون PAGEREF _Toc412497807 \h 56شکل ‏213 خطای پیش بینی شبکه عصبی نسبت به پاسخهای آزمون در شرایط نیمه بار موتور PAGEREF _Toc412497808 \h 57شکل ‏214 آثار ناشی از افزایش پله ای در میزان جرم پاشش شده از mf=16mgcycle تا mf=18mgcycle در زمان t=10sec، Prail=1100 bar, xvgt=80%, xth=100%, xegr=60%, θinj=2° BTDC,∆θpilot=18° , mp=1.2mgcycle , τb=78 N.m. PAGEREF _Toc412497809 \h 59شکل ‏215 آثار ناشی از افزایش پله ای در بار موتور از 60 N.m. به 75 N.m. در زمان t=10sec، PAGEREF _Toc412497810 \h 60شکل ‏216 آثار ناشی از افزایش پله ای گشودگی شیر بازگردانی گازهای خروجی از 20% به 80% در t=10sec, PAGEREF _Toc412497811 \h 60شکل ‏217 آثار ناشی از کاهش موقعیت پره های توربین از 60% به 20% در t=10sec PAGEREF _Toc412497812 \h 61شکل ‏218 آثار ناشی از افزایش فشار ریل سوخت از 900 بار تا 1300 بار در t=10sec PAGEREF _Toc412497813 \h 62شکل ‏219 آثار ناشی از تغییر زمان پاشش اولیه و اصلی در زمانهای t=10sec و t=50sec PAGEREF _Toc412497814 \h 62شکل ‏31 مدل فضای حالت عملکرد موتور PAGEREF _Toc412497815 \h 64شکل ‏32 اثرگذاری نسبی پارامترهای عملکردی روی خروجی و آلاینده های موتور در شرایط عملکردی خیلی فقیر (∅≃.4) و سرعت پایین موتور (1500 دور بر دقیقه)، A: prail, B: EGR, C: mf, D: θinj, E: ∆θpilot, F: mp, G: pin, H: Tin PAGEREF _Toc412497816 \h 68شکل ‏33 اثرگذاری نسبی پارامترهای عملکردی روی خروجی و آلاینده های موتور در شرایط عملکردی خیلی فقیر (∅≃.4) و سرعت بالای موتور (3500 دور بر دقیقه)، A: prail, B: EGR, C: mf, D: θinj, E: ∆θpilot, F: mp, G: pin, H: Tin PAGEREF _Toc412497817 \h 69شکل ‏34 اثرگذاری نسبی پارامترهای عملکردی روی خروجی و آلاینده های موتور در شرایط عملکردی فقیر (∅≃.8) و سرعت پایین موتور (1500 دور بر دقیقه)، A: prail, B: EGR, C: mf, D: θinj, E: ∆θpilot, F: mp, G: pin, H: Tin PAGEREF _Toc412497818 \h 69شکل ‏35 اثرگذاری نسبی پارامترهای عملکردی روی خروجی و آلاینده های موتور در شرایط عملکردی رقیق (∅≃.8) و سرعت بالای موتور (3500 دور بر دقیقه)، A: prail, B: EGR, C: mf, D: θinj, E: ∆θpilot, F: mp, G: pin, H: Tin PAGEREF _Toc412497819 \h 70شکل ‏36 سیستم کنترلی به منظور بهینه سازی موتور در شرایط استاتیکی PAGEREF _Toc412497820 \h 72شکل ‏37 ساختار سیستم کنترلی مطلوب برای کنترل بهینه موتور PAGEREF _Toc412497821 \h 73شکل ‏41 فرآیندهای بهینه سازی پدیدههای درون سیلندری PAGEREF _Toc412497822 \h 78شکل ‏42 فشار چندراهه های وروی و خروجی در شرایط تمام بار PAGEREF _Toc412497823 \h 80شکل ‏43 گشتاور و توان موتور در حالت تمام بار PAGEREF _Toc412497824 \h 82شکل ‏44 آلاینده ها و پارامترهای عملکردی در شرایط تمام بار PAGEREF _Toc412497825 \h 82شکل ‏45 حالتهای بهینه در شرایط تمام بار PAGEREF _Toc412497826 \h 84شکل ‏46 جریان بهینه سازی در حالت تمام بار و تعریف نقاط همسایه PAGEREF _Toc412497827 \h 86شکل ‏47 حالتهای بهینه مرتبط با هوای ورودی PAGEREF _Toc412497828 \h 86شکل ‏48 پارامترهای بهینه مربوط به پاشش اصلی PAGEREF _Toc412497829 \h 87شکل ‏49 پارامترهای بهینه مربوط به پاشش اولیه PAGEREF _Toc412497830 \h 87شکل ‏410 فشار بهینه ریل سوخت PAGEREF _Toc412497831 \h 88شکل ‏411 طرح کنترلر بهینه پیشخور PAGEREF _Toc412497832 \h 89شکل ‏412 ورودیهای بهینه برای سیستم هوارسانی (موقعیت شیر بازگردانی گازهای سوخته و زاویه پره های توربین) PAGEREF _Toc412497833 \h 91شکل ‏413 شرایط حالت های در عملکرد بهینه شده نیمه بار موتور PAGEREF _Toc412497834 \h 92شکل ‏414 نقشه مصرف سوخت بهینه شده (خطوط سیاه رنگ) در مقایسه با نقشه مصرف سوخت اولیه (خطوط خاکستری رنگ) PAGEREF _Toc412497835 \h 93شکل ‏415 نقشه تولید اکسیدهای ازت بهینه شده (خطوط سیاه رنگ) در مقایسه با نقشه تولید اکسیدهای ازت اولیه (خطوط خاکستری رنگ) PAGEREF _Toc412497836 \h 93شکل ‏416 نقشه تولید دوده بهینه شده (خطوط سیاه رنگ) در مقایسه با نقشه تولید دوده اولیه (خطوط خاکستری رنگ) PAGEREF _Toc412497837 \h 94شکل ‏417 نقشه لامبدا و فشار بیشینه احتراق در حالتهای بهینه سازی شده عملکردی موتور PAGEREF _Toc412497838 \h 94شکل ‏51 معماری کنترلر پسخور لایه پایین PAGEREF _Toc412497839 \h 97شکل ‏52 شکل ساده شده معماری کنترلی برای سیستم ساده شده SISO PAGEREF _Toc412497840 \h 98شکل ‏53 خطی سازی سیستم کنترلی PAGEREF _Toc412497841 \h 98شکل ‏54 کنترلر پسخور مستخرج از معماری کلی کنترلر پس از خطی سازی PAGEREF _Toc412497842 \h 99شکل ‏55 ورودی-خروجی های لازم برای اعمال کنترل پسخور لایه پایین PAGEREF _Toc412497843 \h 100شکل ‏56 نتایج حاصل از مقایسه پاسخ سیستم و توابع تبدیل شناسایی شده در سرعت 1500 دور بر دقیقه و بار 40% PAGEREF _Toc412497844 \h 103شکل ‏57 نتایج حاصل از مقایسه پاسخ سیستم و توابع تبدیل شناسایی شده در سرعت 3500 دور بر دقیقه و بار 100% PAGEREF _Toc412497845 \h 103شکل ‏58 مقادیر استثنایی بیشینه و کمینه ماتریس تابع تبدیل در فرکانسهای مختلف PAGEREF _Toc412497846 \h 107شکل ‏59 تغییرات شاخص عدد وضعیت با فرکانس سیستم PAGEREF _Toc412497847 \h 107شکل ‏510 آرایه بهره نسبی فرکانسی مجموعه توابع تبدیل PAGEREF _Toc412497848 \h 109شکل ‏511 باندهای گرشگورین برای حلقه های اصلی در شرایط کاری مختلف PAGEREF _Toc412497849 \h 111شکل ‏512 کنترل چندمتغیره انتگرالی PAGEREF _Toc412497850 \h 112شکل ‏513 نمودار جعبه ای سیستم چند ورودی-چند خروجی مورد استفاده در طراحی کنترلر لایه پایین PAGEREF _Toc412497851 \h 115شکل ‏514 نگاره های نامعینی برای حلقه دوم (کسر گازهای سوخته در چندراهه ورودی) PAGEREF _Toc412497852 \h 116شکل ‏515 سیستم کنترلی پس از بستن کنترلر حلقه دوم PAGEREF _Toc412497853 \h 118شکل ‏516 نگاره های نامعینی برای حلقه سوم (نسبت هوا به سوخت در چندراهه خروجی) PAGEREF _Toc412497854 \h 119شکل ‏517 سیستم کنترلی پس از بستن کنترلر حلقه های دوم و سوم PAGEREF _Toc412497855 \h 121شکل ‏518 نگاره های نامعینی برای حلقه اول (فشار چندراهه ورودی) PAGEREF _Toc412497856 \h 121شکل ‏519 سیستم کنترلی چندمتغیره لایه پایین PAGEREF _Toc412497857 \h 123شکل ‏520 نتایج حاصل از کنترل سیستم لایه پایین در شرایط 2000 دور بر دقیقه و بار 40% PAGEREF _Toc412497858 \h 124شکل ‏521 نتایج حاصل از کنترل سیستم لایه پایین در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 60% PAGEREF _Toc412497859 \h 124شکل ‏522 نتایج حاصل از کنترل سیستم لایه پایین در شرایط 4000 دور بر دقیقه و بار 100% PAGEREF _Toc412497860 \h 125شکل ‏523 حالت ایده آل تنظیم جداول جستجوی موتور PAGEREF _Toc412497861 \h 127شکل ‏524 معماری مطلوب جهت کنترل گشتاور به صورت بهینه PAGEREF _Toc412497862 \h 127شکل ‏525 نمودار جعبهای سیستم کنترلی لایه بالا PAGEREF _Toc412497863 \h 128شکل ‏526 خطی سازی سیستم کنترلی لایه بالا PAGEREF _Toc412497864 \h 129شکل ‏527 نتایج حاصل از مقایسه پاسخ سیستم و توابع تبدیل شناسایی شده در سرعت 2000 دور بر دقیقه و بار 40% PAGEREF _Toc412497865 \h 130شکل ‏528 نتایج حاصل از مقایسه پاسخ سیستم و توابع تبدیل شناسایی شده در سرعت 3500 دور بر دقیقه و بار 60% PAGEREF _Toc412497866 \h 130شکل ‏529 ارتباط سیستم Eو T PAGEREF _Toc412497867 \h 131شکل ‏530 موقعیت قطب های غالب توابع تبدیل مجموعه T(s) PAGEREF _Toc412497868 \h 131شکل ‏531 نگاره های نامعینی برای توابع مجموعه T(s) PAGEREF _Toc412497869 \h 132شکل ‏61 مقایسه گشتاور درخواستی، تولیدی و بار موتور در شرایط 2500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497870 \h 136شکل ‏62 سرعت موتور در آزمون شرایط 2500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497871 \h 136شکل ‏63 نتایج حاصل از مقایسه حالتها و ورودی های کنترلی در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 2500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497872 \h 137شکل ‏64 نتایج حاصل از مقایسه آلاینده های تولیدی و مصرف سوخت در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 2500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497873 \h 137شکل ‏65 مقایسه گشتاور درخواستی، تولیدی و بار موتور در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497874 \h 138شکل ‏66 سرعت موتور در آزمون شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497875 \h 138شکل ‏67 نتایج حاصل از مقایسه حالتها و ورودی های کنترلی در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497876 \h 139شکل ‏68 نتایج حاصل از مقایسه آلایندههای تولیدی و مصرف سوخت در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون ورودی گشتاور مرجع PAGEREF _Toc412497877 \h 139شکل ‏69 مقایسه گشتاور درخواستی، تولیدی و بار موتور در شرایط 1500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497878 \h 140شکل ‏610 سرعت موتور در آزمون شرایط 1500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497879 \h 140شکل ‏611 نتایج حاصل از مقایسه حالتها و ورودی های کنترلی در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 1500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497880 \h 141شکل ‏612 نتایج حاصل از مقایسه آلاینده های تولیدی و مصرف سوخت در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 1500 دور بر دقیقه و بار 40% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497881 \h 141شکل ‏613 مقایسه گشتاور درخواستی، تولیدی و بار موتور در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497882 \h 142شکل ‏614 سرعت موتور در آزمون شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497883 \h 142شکل ‏615 نتایج حاصل از مقایسه حالتها و ورودی های کنترلی در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497884 \h 143شکل ‏616 نتایج حاصل از مقایسه آلاینده های تولیدی و مصرف سوخت در شرایط پایای متناظر با مقادیر حاصل از کنترل در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 60% در آزمون اعمال بار PAGEREF _Toc412497885 \h 143شکل ‏91 مدل توسعه داده شده در نرم افزار AVL-Boost PAGEREF _Toc412497886 \h 159شکل ‏92 منحنی ویلانز برای سرعت 2500 دور بر دقیقه PAGEREF _Toc412497887 \h 161شکل ‏93 فشار موثر متوسط اصطکاکی ناشی از منحنی ویلانز در سرعتهای مختلف PAGEREF _Toc412497888 \h 161شکل ‏94 منحنی باز و بسته شدن سوپاپ های ورودی و خروجی موتور دیزل PAGEREF _Toc412497889 \h 162شکل ‏95 ضریب جریان برای سوپاپ ورودی در نسبت فشارهای مختلف PAGEREF _Toc412497890 \h 162شکل ‏96 ضریب جریان برای سوپاپ خروجی در نسبت فشارهای مختلف PAGEREF _Toc412497891 \h 163شکل ‏97 پاششگر مورد استفاده در موتور دیزل PAGEREF _Toc412497892 \h 163شکل ‏98 نقشه جریان پاششگر PAGEREF _Toc412497893 \h 164شکل ‏99 پروفیل پاشش سوخت برای 5 مقدار متفاوت در فشار 1600 بار PAGEREF _Toc412497894 \h 165شکل ‏910 مقایسه بین نتایج مدل نرخ پاشش و آزمون، Pr=1600 bar, RPM=3000 rpm, mf=53 mg, mp=1.2 mg, θinj=6° BTDC, ∆θpilot=25° PAGEREF _Toc412497895 \h 165شکل ‏911 مقایسه بین فشار درون سیلندری در شرایط RPM=1500 rpm, prail=1308 bar, EGR=11%, θinj=1.89° BTDC, ∆θpilot=22°, mp=1.92mgcycle, pin=1.43 bar, pout=1.88 bar, Tin=19℃, ϕ=0.95 PAGEREF _Toc412497896 \h 166شکل ‏912 مقایسه بین فشار درون سیلندری در شرایط RPM=2500 rpm, prail=1493 bar, EGR=4%, θinj=5.47° BTDC, ∆θpilot=33°, mp=2.24mgcycle, pin=2.33 bar, pout=2.63 bar, Tin=38℃, ϕ=0.87 PAGEREF _Toc412497897 \h 166شکل ‏913 مقایسه بین فشار درون سیلندری در شرایط RPM=3500 rpm, prail=1571 bar, EGR=4%, θinj=13° BTDC, ∆θpilot=42°, mp=2.32mgcycle, pin=2.32 bar, pout=3.90 bar, Tin=46℃, ϕ=0.91 PAGEREF _Toc412497898 \h 167شکل ‏914 سیستم دینامیکی هوا و گازهای سوخته PAGEREF _Toc412497899 \h 169شکل ‏915 پیاده سازی تخمینگر نسبت گازهای سوخته در چندراهه ورودی PAGEREF _Toc412497900 \h 173شکل ‏916 بازده تنفسی بصورت تابعی از سرعت موتور و فشار چندراهه ورودی PAGEREF _Toc412497901 \h 174شکل ‏917 بلوک دیاگرام پیاده سازی تخمینگر حلقه باز فشار چندراهه خروجی PAGEREF _Toc412497902 \h 177شکل ‏918 بیشینه دبی گذرنده از توربین وابسته به زاویه پره PAGEREF _Toc412497903 \h 177شکل ‏919 نسبت فشار بر حسب دبی نرمال شده و زاویه پره توربین PAGEREF _Toc412497904 \h 177شکل ‏920 ضریب جبران بازده به عنوان تابعی از بار و دور موتور PAGEREF _Toc412497905 \h 179شکل ‏921 بررسی عملکرد تخمینگر نسبت گازهای سوخته و تخمینگرهای ذیربط در شرایط 2000 دور بر دقیقه و بار 80% با اعمال موج مربعی روی عملگر شیر بازگردانی گازهای خروجی PAGEREF _Toc412497906 \h 180شکل ‏922 بررسی عملکرد تخمینگر نسبت گازهای سوخته و تخمینگرهای ذیربط در شرایط 3500 دور بر دقیقه و بار 20% با اعمال موج مربعی روی عملگر شیر بازگردانی گازهای خروجی PAGEREF _Toc412497907 \h 180شکل ‏923 بررسی عملکرد تخمینگر نسبت گازهای سوخته و تخمینگرهای ذیربط در شرایط 1500 دور بر دقیقه و بار 20% با اعمال تغییرات هارمونیک روی عملگر زاویه پره های توربین PAGEREF _Toc412497908 \h 181شکل ‏924 بررسی عملکرد تخمینگر نسبت گازهای سوخته و تخمینگرهای ذیربط در شرایط 2000 دور بر دقیقه و بار 80% با اعمال تغییرات هارمونیک روی عملگر زاویه پره های توربین PAGEREF _Toc412497909 \h 182شکل ‏925 صفحات حاصل از گشتاور نرمال شده به سوخت پاششی در نسبتهای هم ارزی یکسان بر حسب سرعت و فشار چندراهه ورودی PAGEREF _Toc412497910 \h 184شکل ‏926 جدول جستجو به منظور تخمین گشتاور به صورت حلقه باز PAGEREF _Toc412497911 \h 184شکل ‏927 مقایسه گشتاور تولیدی و تخمینهای حلقه باز و بسته برای آزمون تغییر سوخت پاشش در شرایط سرعت 1500 دور بر دقیقه و بار 20% PAGEREF _Toc412497912 \h 187شکل ‏928 مقایسه گشتاور تولیدی و تخمینهای حلقه باز و بسته برای آزمون تغییر سوخت پاشش در شرایط سرعت 2000 دور بر دقیقه و بار 80% PAGEREF _Toc412497913 \h 187شکل ‏929 مقایسه گشتاور تولیدی و تخمین های حلقه باز و بسته برای آزمون تغییر بار موتور در شرایط سرعت 1500 دور بر دقیقه و بار 20% PAGEREF _Toc412497914 \h 188شکل ‏930 مقایسه گشتاور تولیدی و تخمین های حلقه باز و بسته برای آزمون تغییر بار موتور در شرایط سرعت 2000 دور بر دقیقه و بار 80% PAGEREF _Toc412497915 \h 188شکل ‏931 منحنی نیکولز مربوط به تابع تبدیل نامی (جبران شده و جبران نشده) PAGEREF _Toc412497916 \h 190
فهرست علائم و اختصارات
علائم لاتین
علامت اختصاری عنوان
%EGRکسر گازهای سوخته در چندراهه ورودی
Arسطح گشودگی شیر بازگردانی گازهای سوختته
AFRstنسبت هوا به سوخت در حالت استوکیومتریک
bsfc0مصرف سوخت ویژه ترمزی
Cجریان نازل آیزنتروپیک
C(s)تابع تبدیل غیرمتمرکز سیستم کنترلی
Cisتابع تبدیل کنترلی لایه i ام
Cτ(s)تابع تبدیل کنترلکننده سیستم کنترل گشتاور
cpگرمای ویژه در حجم ثابت
Dقطر پره کمپرسور
E(s) تابع تبدیل سیستم لایه بالا
EGRdesمیزان مطلوب کسر گازهای سوخته در چندراهه ورودی
Fکسر هوا به کل مخلوط
Fماتریس کسر هوا در چندراهههای ورودی و خروجی
Fxکسر هوا در مخلوط خروجی از سیلندر
G(s)مجموعه توابع تبدیل لایه پایین در نقاط 35 گانه
Gr,l(s)تابع تبدیل ماتریسی لایه پایین
Ienاینرسی دورانی موتور
Itcاینرسی محور و پرههای توربوشارژر
Mعدد ماخ
masدبی هوای مکش شده در سیلندر
maجرم هوای مکش شده در سیلندر
ma,eجرم هوا در چندراهه خروجی
masجرم هوای مکش شده در هر سیکل
mcدبی جرمی گذرنده از روی کمپرسور
mc,corجریان تصحیح شده عبوری از روی کمپرسور
meجرم کل گاز در چندراهه خروجی
megrدبی گذرنده از سوی شیر بازگردانی گازهای سوخته
mex,aدبی جریان هوای تازه به چندراهه خروجی
mex,bدبی گازهای سوخته به چندراهه خروجی
mfدبی سوخت پاشش شده
mfجرم سوخت پاشش شده در هر سیلندر
mf,maxدبی بیشینه پاشش پاششگر در هر فشار ریل
mf,mمیزان پاشش اصلی
mf,pمیزان پاشش اولیه
miجرم کل گاز در چندراهه ورودی
mtدبی جریان گذرنده از توربین
mx,iجرم گاز سوخته در چندراهه ورودی
NOx0عامل نرمال سازی اکسیدازت
P11(s)مجموعه تابع تبدیل مورد استفاده در طراحی کنترلر ترتیبی برای حلقه iام
Paفشار هوای محیط
Peفشار چندراهه خروجی
pr,egrنسبت فشار روی شیر بازگردانی گازهای سوخته
Piفشار چندراهه ورودی
Pii(s)تابع تبدیل مورد استفاده در طراحی کنترلر ترتیبی برای حلقه iام
Pmaxفشار بیشینه احتراق
Prفشار ریل سوخت
pr,tنسبت فشار توربین
PWcتوان مصرفی کمپرسور
PWtتوان تولیدی توربین
qinحرارت آزاد شده در سیکل
rg,jشعال دایره گرشگورین
Ruسیگنال سرعت ورودی به سیستم کنترلی
Ryسیگنال سرعت خروجی از سیستم کنترلی
RPMسرعت موتور
rpmtcسرعت توربوشارژر
sijحساسیت متوسط خروجی j ام به ورودی iام
soot0عامل نرمال سازی دوده
T(s) سیستم کنترلی گشتاور-گشتاور
Taفشار محیط
Tcدمای هوا پس از عبور از کمپرسور
Tcoolدمای سیال خنک کاری
Teدمای گاز در چندراهه خروجی
Tegrدمای گاز بازخوردانی شده پس از عبور از خنک کن میانی
Tiدمای هوا در چندراهه ورودی
Ticدمای هوا پس از عبور از خنک کن میان
Uسرعت نوک پره
Vسرعت جریان
Veحجم چندراهه خروجی
Viحجم چندراهه ورودی
wbsfcعامل وزنی مصرف سوخت ویژه ترمزی
wλعامل وزنی لامبدا
wNOxعامل وزنی اکسید ازت
wPعامل وزنی فشار بیشینه احتراق
wsootعامل وزنی دوده
wτعامل وزنی گشتاور
X8×1بردار ورودیها
xcvنسبت سوخت محترق شده در فرآیند حجم ثابت
Xeکسرگازهای سوخته در چندراهه خروجی
xegrسیگنال گشودگی شیر بازگردانی گازهای خروجی
Xiکسرگازهای سوخته در چندراهه ورودی
xvgtسیگنال زاویه پرههای توربین
Y4×1بردار خروجی ها
علائم یونانی
∆θpپیش اندازی زمان پاشش اولیه نسبت به پاشش اصلی
σωمقدار ویژه کمینه
σiانحراف معیار
ηcبازده ترمودینامیکی کمپرسور
ηic,cبازده سردکن میانی اصلی
ηic,egrبازده سردکن میانی گازهای بازگردانی
ηmبازده مکانیکی
ηscضریب جبران بازده برای سیکلهای غیرایدهآل
ηtبازده ترمودینامیکی توربین
ηthبازده ترمودینامیکی
ηvبازده تنفسی
θinjپیشرسی پاشش اصلی
σωمقدار ویژه بیشینه
τbگشتاور ترمزی موتور
τgثابت زمانی فیلتر تخمینگر نسبت گازهای سوخته
τlگشتاور بار
ωengسرعت موتور
ωtc,corسرعت تصحیح شده توربین
∅نسبت همارزی
Ψضریب کار آیزنتروپیک
γنسبت گرماهای ویژه
ϕضریب جریان
Abstract:
Engine management sys– plays a vital role in minimizing the emissions and fuel consumption of vehicles. Torque based management engine control is a new approach for controlling the engines which has been extensively employed in petrol engines. In this research, a controller is developed based on torque based management sys– to control the diesel engine brake torque in the steady and transient modes with minimum possible emissions and fuel consumption. The model based control design is used to develop the controller. Due to importance of model accuracy, computational burden and transient emissions prediction capabilities in model based design, a new concept of engine modeling is introduced based on well-known MVM models, which promotes its capabilities in emission and performance prediction in engine transient operation modes. This new modeling concept introduces a new viewpoint to engine dynamics. The engine operational parameters are categorized into inputs, mid-control parameters and outputs. Using a sensitivity analysis, the most influential mid-control parameters on engine outputs are obtained, based on which a hierarchical control structure containing two layers of mid-control parameters controllers and outputs controllers are developed. In both layers, a feed-forward controller beside a feedback controller is employed. In order to guarantee the optimal operation of engine, the states optimization aiming at derive the required torque with minimum possible emissions and fuel consumption is done. A multi objective genetic algorithm with a single weighted objective function containing emission, fuel consumption, torque generation and other operational parameters is used. In addition, the corresponding inputs are derived using the static engine models. The developed feed forward controller is able to control the engine in an optimal way in steady states, where no disturbance exists. In order to controller the mid-control parameters and outputs in transient a feedback controller is used. Regarding the nonlinear nature of engine in its whole operational space, a decentralized 3×3 MIMO controller is used for states while a SISO controller is used for the upper layer of torque control, both of them is developed based on QFT. The results show that the controllers are able to keep the mid-control parameters and outputs near their steady optimal values in transient modes.
Keywords: Diesel Engine; Turbocharger; Extended Mean Value Model; Diesel Engine Control; Torque Based Engine Management; Quantitative Feedback Theory

Related posts: