电子控制是发挥点燃式气体燃料发动机排气清洁性和改善其动力性的重要技术手段,对于充分利用能源和保护环境具有重要的意义。在基于模型、面向应用的“V模式”电控系统现代开发方法中,被控对象的建模是一个关键环节。在电控单元开发的初期,动态仿真模型被用于快速控制原型(RCP)设计、软件在环仿真(SILS)和硬件在环仿真(HILS)以检验控制系统硬、软件方案的可行性,从而大大降低开发费用,缩短开发周期。本文以一种双阀控制结构的小型预混合点燃式气体燃料发动机为对象,以开发电控单元为目的,根据台架实验数据,采用机理分析与系统辨识相结合的方法,进行了发动机平均值建模的研究。主要研究内容如下:(1)在真空泵流量实验台上进行了发动机进气系统的稳态标定实验和动态响应实验,研究了新型电子控制阀的流量特性。为了获取建模所需的实验数据,在发动机台架上进行了燃用压缩天然气的稳态工况实验和节气门阶跃变化的发动机动态响应实验,根据实验数据对发动机工作特性进行了简单的分析。(2)基于模块化的设计思想,借助于Matlab/Simulink仿真软件建立了发动机平均值模型中的子模型,主要包括空气阀子模型、燃气阀子模型、混合器子模型、节气门体子模型、进气歧管子模型和动力输出子模型。利用进气系统稳态标定数据和发动机台架实验数据,对各个子模型进行了检验。(3)将各个子模型组合在一起,建立了点燃式气体燃料发动机整机系统仿真模型,并利用节气门阶跃变化的发动机动态响应数据对模型进行了检验。结果表明,该模型基本上能够反映发动机瞬态工况下空燃比和转速的变化规律,作为一个虚拟对象为电控系统的开发奠定了基础。