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高压共轨柴油机燃油喷射压力直接影响喷油精度、燃油雾化和燃烧过程,进而影响柴油机的动力性、经济性和排放性能。高压泵的脉动式供油原理、喷油器的间歇式喷油特性和压力控制阀的频繁动作造成共轨管内压力波动,引起喷油量的偏差,尤其是柴油机变工况时,发动机转速和喷油量的变化导致轨压剧烈变化,从而带来轨压精确控制的复杂性和难度。为了确保轨压的稳定性和调节能力能够满足发动机不同工况对喷油压力的要求,轨压控制的效果在很大程度上依赖于电控单元(ECU)应用层的控制软件,因此,控制策略和控制算法的设计至关重要。课题研究高压共轨系统柴油机的轨压控制策略,并构建面向控制的被控对象模型,利用Simulink软件建立与轨压控制相关的模型,通过仿真结果与试验结果对比验证控制策略,主要内容如下:(1)面向控制的共轨系统建模。根据高压共轨系统中轨压产生与传递的物理过程并考虑影响轨压的内部和外部因素,建立了从高压泵到共轨管的共轨系统数学模型并进行合理的简化并进行仿真分析,转化成面向控制的轨压模型,用于后续轨压控制策略软件在环仿真。(2)轨压控制总体模型框架的构建。根据轨压控制策略的功能需求分析、需求定义和需求分解,确定控制目标,按照模块化原则构建控制策略总体结构,采用前馈与反馈相结合的形式,构建基于燃油计量单元(MeUn)、基于压力控制阀(PCV)和两者耦合的轨压控制策略。(3)轨压控制策略子模块。通过划分模型的输入变量、中间变量与输出变量,确定模型中各子模块的函数关系。根据发动机工作状态选择目标轨压的控制方式,设计了高压调节的状态机及转换条件、目标轨压的计算与修正、MeUn的轨压调节预控值、PCV轨压调节预控值,计算MeUn调节偏差和PCV调节偏差,最后再计算MeUn体积设定值和PCV压力设定值,得到了轨压控制策略。(4)控制策略软件在环仿真。通过先保持或改变MeUn和PCV占空比的不同方式,再对MeUn和PCV进行PID调节的两种方法来验证面向控制的轨压模型,结果表明轨压模型对轨压调节响应速度约0.5s,稳态轨压波动小于±1MPa,能够满足轨压控制策略在环仿真要求。最后对控制策略进行验证,结合发动机稳态工况、瞬态工况进行闭环仿真并与轨压台架试验数据进行对比,结果表明,稳态轨压偏差±1.2MPa,误差小于2%,瞬态跟随特性良好,误差小于5%,仿真结果与试验结果具有很好的一致性。