发动机热管理控制策略及其测控装置的研究

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传统的发动机冷却系统主要由机械和皮带传动装置组成,与发动机转速直接耦合,存在效率低和性能差等缺点,不能满足严格的排放标准。国内外各大主机厂均开始采用电控设备代替传统机械装置,并配合“发动机热管理”策略,从系统角度对发动机热量进行控制,以满足相关标准。本文研制了一款发动机热管理测控装置,并提出了一种非线性自适应热管理控制策略,可用于辅助发动机热管理系统电控设备的开发和控制策略的研究。首先,本文针对多回路发动机热管理系统,使用集总参数法建立了系统模型,提出了一种基于Lyapunov的非线性自适应热管理控制策略,并在Simulink平台进行了建模仿真。仿真结果表明,该控制策略能够根据系统不同热负荷对电子水泵、电子风扇和电子水阀等部件进行协同控制,达到发动机温度曲线控制和节能的优化效果。其次,对发动机热管理系统中各电控设备的测试需求进行分析,研制了一套用于辅助热管理系统电控设备研发的测控装置。该装置包括测控器和应用软件。测控器采用STM32F429处理器,提供齐全的数据采集、通信和控制接口。应用软件以LabView为开发平台,提供控制策略下发、参数配置以及数据存储和处理等功能。测试结果表明,该测控装置能够满足发动机热管理系统中各电控设备的测控需求,为发动机热管理系统的开发和测试提供了有效平台。
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