车用柴油发动机控制系统设计与仿真分析.doc

车用柴油发动机控制系统设计与仿真分析 摘 要：在研究柴油机电控系统过程中，设计与仿真扮演了重要角色。本文首先介绍了柴油机未来电控技术与仿真的趋势及其发展历史。了解了系统的组成和工作原理。通过建立了系统的数学模型，在Simulink建立了相应的仿真模型，将PID加入仿真模型中，研究PID控制法对转速控制的控制作用，最后得出仿真结果。 经过对PID中三种控制方式的分析与研究，可以得出结论，加入PID控制之后，系统的各项性能得到了显著的提高，而且只要三个作用的控制参数选取得当，就可以充分发挥三种控制规律的优点，从而得到较为理想的控制效果。 关键词：柴油机控制系统，数学模型，仿真，PID Design and Simulation of Diesel Engine Control System for Vehicle Abstract: In the study of diesel engine electronic control system, the design and simulation play an important role. This paper introduces the trend of future and the development history of diesel engine electronic control technology and simulation. Understand the composition and working principle of the system. Through the establishment of a mathematical model systematically, corresponding simulation model is established in Simulink, and PID is added to the simulation model. Then, we study the role of PID control method for revolving speed control and obtain the result of the simulation. Through the analysis and research of three kinds of control methods for PID, it can be concluded that the performance of the system has been significantly improved after the addition of PID control, and as long as control parameters of three effects are selected properly, it can give full play to the advantage of three kinds of control rules, resulting in more ideal control effect. Key word: Diesel engine control system, Mathematical model, Simulation, PID 目 录 1 绪 论 1 1.1 柴油发动机电控技术的发展历史、现状及其优点 1 1.2 仿真技术的发展及在柴油机领域的应用 3 1.3 课题来源 5 1.4 本文主要工作 5 1.5 本章小结 6 2 柴油机电子控制系统及工作原理 7 2.1 柴油机电子控制系统的组成 7 2.2 柴油机电子控制系统工作原理 10 2.3 本章小结 12 3 柴油机转速控制系统的数学模型 13 3.1 柴油机的物理模型 13 3.2 模型研究 16 3.3 本章小结 17 4 系统的设计与仿真 18 4.1 控制器的设计 18 4.2 MATLAB/Simulink软件介绍 19 4.3 三种控制方式 22 4.4 PID参数的整定 26 4.5 本章小结 34 5 结论 35 参考文献 36 致谢 37 1 绪 论 1.1 柴油发动机电控技术的发展历史、现状及其优点 随着世界范围工业化与经济一体化迅速发展以及能源危机和环境污染的问题越来越严重，各个国家都开始走持续发展的道路，因此对内燃机的排放和节能有了更加严格的要求。近几十年来，集成电路的发展和各式各样高质量的传感器被研制出来，电子控制技术应运而生，通过这种方法，可以使柴油机内部的参数的以便捷的控制，因而可以是柴油机满足很多要求，从而良好的运行，当然