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柴油机在工程领域以其动力性强、经济性好、适应性广以及维修方便等优势而被广泛应用。然而,环境问题日益严峻,清洁高效的柴油机除了需要精密的硬件设施,还需要制定更加严格的控制策略,才能提高柴油机的工作效率。电控燃油喷射系统控制策略的优劣,对柴油机工作性能、污染物的排放都有很大的影响。因此在选择动态响应迅速的喷油器基础上设计一个多次喷射控制策略具有重要意义。本文主要工作内容和成果为:通过对高压共轨柴油机燃油喷射系统组成及各零部件的工作过程进行分析,以其燃油喷射系统的工作特性为基础,将传统电磁阀式喷油器更换为响应速度更快的压电式喷油器。由于压电式喷油器执行器部分的压电陶瓷叠堆存在非线性变化特性,导致针阀升程误差过大,为此引入模糊自适应PID控制算法对压电陶瓷叠堆两端的电压进行精确控制,从而减小针阀升程误差,提高多次喷射控制的稳定性。应用Matlab模糊控制工具箱对模糊自适应PID控制模块进行建立,首先设置压电式喷油器中压电陶瓷叠堆两端的电压偏差、电压偏差变化率以及PID中三个参数修正量的模糊论域和隶属度函数,然后确定模糊控制规则,最后经重心法去模糊化,得到确定的电压控制量,同时依据控制需求在Simulink环境下搭建工况及轨压状态判断模块以及轨压、喷油控制模块。为验证控制模型的有效性和可行性,需要建立一个被控物理模型,经过多方面的对比分析,选择AMESim作为高压共轨系统的建模软件,运用AMESim中二次开发功能和Simulnk中干扰信号,模拟压电陶瓷叠堆的非线性变化。将共轨系统分成高压油泵、共轨管和压电式喷油器三部分并进行模块化建模,再将各部分组装成一个完整的共轨系统。通过接口设置将Simulink环境下的控制模型与AMESim环境下的被控物理模型进行联合仿真试验。在联合仿真之前,对Simulink环境下的控制模块进行单元测试,验证单元模块是否符合所设计的逻辑功能;然后将单元模块进行集成,设计测试用例,通过联合仿真试验对控制模型进行验证。结果表明,控制模型可以根据柴油机转速、最小启喷轨压等多个参数进行判定并执行多次喷射。为检验模糊自适应PID控制算法在目标稳定状态下控制效果,设置压电执行器目标位移为0.5μm,其稳定状态下与目标位移最大相对误差为0.85%;同时为检验目标在动态状态下控制效果,对压电执行器设置正弦信号跟踪试验,其幅值为0.2μm,初始值为0.2μm,频率为250Hz,最大相对误差为2.42%;在多次喷射联合仿真过程中,将针阀升程目标位移设置为0.19mm,并在多次喷射中选取主喷状态下的针阀升程进行分析,无模糊自适应PID控制时针阀最大升程为0.19587mm,其相对误差为3.09%,在模糊自适应PID控制下针阀最大升程为0.19211mm,相对误差为1.11%。在模糊自适应PID控制算法作用下针阀升程的波动幅度明显小于无模糊自适应PID控制算法下的针阀升程波动幅度,针阀的动态响应特性更加平稳,能够在多次喷射中更好的提高压电式喷油器的喷油稳定性和控制精度。