怠速工况是发动机的重要工况之一,与发动机的排放水平、能源消耗有密切的关系。怠速工况时由于汽车空调压缩机、动力转向器、自动变速器等装置的加载是突变的,这些扰动因素打破了发动机原有的稳定运行,出现了较大的转速波动,严重时甚至引起熄火现象。因此在满足日益严格的排放法规的前提下,保持发动机在怠速工况运行的稳定性显得尤为重要。本文对发动机怠速系统建模方法进行了讨论,采用平均值建模方法,建立了汽油机怠速系统的详细的数学模型,借助matlab的simulink工具建立了发动机怠速平均值模型,并以绵阳新晨4RB2发动机为对象对发动机模型参数进行了标定,最后在不同情况的典型输入下对模型进行基本校验,证明了模型的有效性。常规PID在怠速控制中有较为广泛的应用,本文首先对4RB2发动机在常规PID控制下进行仿真验证。在常规PID控制下的系统动态特性及抗负载变化的能力较差,本文针对这一问题分析了原因,并提出采用模糊PID控制的办法来加以改善,随后建立了系统模糊PID控制的仿真模型。在模糊PID下系统的动静态性能及抗扰动能力有明显提升,证实了模糊PID对于绵阳新晨4RB2发动机的有效性。无论是常规PID还是模糊PID控制器,控制器的输出变化量均有突变,在实际系统中不利于执行器的动作。本文设计神经网模型预测控制器,利用BP网络对发动机系统进行了辨识,并设计以控制量最优为主的最优控制,使得控制量的输出平滑,最后讨论了其在4RB2发动机上应用的可行性。