[发明专利]一种旋耕机汽油发动机空燃比自动调节控制方法

摘要

一种旋耕机汽油发动机空燃比自动调节控制方法，通过点击控制计算机组态界面上的按钮启动事先编写好的空燃比自动调节控制的程序，以旋耕机汽油发动机空燃比状态空间模型为基础，计算与空燃比目标值对应的状态向量目标值和发动机喷油量目标值，结合状态空间模型控制Lyapunov函数技术，设计空燃比自动调节控制器。本发明的最重要的特征是在汽油发动机偏离空燃比目标值时能实现空燃比的自动调节控制，使汽油发动机在稳态和瞬态运行时都能尽可能将空燃比保持在理论目标值处，提高了燃油效率，减少了CO、NO_X等有害气体的排放，极大地提高了旋耕机汽油发动机系统运行的控制水平。

主权项

1.一种旋耕机汽油发动机空燃比自动调节控制方法，其特征在于：所述调节控制方法包括如下步骤：1)、建立旋耕机汽油发动机的空燃比与喷油量的连续时间二阶状态空间模型，参见式(1)：其中，符号t是模型式(1)的时间变量；u(t)为汽油发动机在t时刻的喷油量，单位g/s；y(t)为汽油发动机在t时刻的空燃比；qa(t)是在t时刻进入汽油发动机的空气流量，单位g/s；列向量x(t)＝[x1(t)；x2(t)]称为状态向量，其中，x1(t)是液化在进气歧管壁上的燃油蒸发质量流量，单位g/s，x2(t)是未液化部分燃油蒸发质量流量，单位g/s；tf是液化部分燃油蒸发时间常数，单位s；tv是从喷射口到气缸的燃油质量流量响应时间，单位s；α是喷射的燃油质量流量中液化部分在进气歧管壁上所占的比重；2)、根据旋耕机汽油发动机的空燃比控制的目标值为yr和当前时刻的空气流量qa，定义状态向量的列向量目标值xr＝[x1r；x2r]和发动机喷油量的目标值ur，参见式(2)：ur＝qa/yr,x1r＝αqa/yr,x2r＝(1‑α)qa/yr  (2)3)、结合式(2)，定义符号z＝x‑xr和v＝u‑ur，代入式(1)，整理得到一个等价的空燃比连续时间动力学模型，参见式(3)：4)、考虑旋耕机汽油发动机的空燃比等价模型式(3)，求解不等式方程组，见式(4)其中，p1和p2是未知变量，利用二元一次求解法得到式(4)的一组解，见式(5)p1＝1,p2＝1  (5)5)、利用式(5)提供的解，定义发动机在t时刻喷油量的一个自动调节控制器，参见式(6)：其中，变量z1(t)＝x1(t)‑x1r和z2(t)＝x2(t)‑x2r，及θ是参数；6)、在线测量旋耕机汽油发动机的实际空燃比值，根据式(6)实时计算旋耕机汽油发动机的喷油量，发动机自动调节控制系统根据喷油量的计算结果实时调整进入气缸内的喷油量，如此周而复始，实现旋耕机汽油发动机空燃比对目标值yr的自动调节。