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柴油机具有燃烧效率高、油耗低和动力性好等优点,从而在船用发动机领域占据了广大市场。但是传统的柴油机控制方式通常以转速、扭矩等作为闭环反馈量,难以解决柴油机在运行过程中循环变动和多缸不均匀性等难题。针对这一问题,本文设计了柴油机燃烧闭环控制实时仿真系统,以柴油机燃烧状态为切入点,通过将燃烧状态标志量CA50与转速、轨压作为控制系统反馈,设计燃烧闭环控制算法,有效弥补了燃烧开环控制下的不足。首先,根据柴油机实际工作过程,建立6K高压共轨柴油机数学理论模型。按照模块化建模的思想,将数学模型分为高压共轨燃油喷射系统、进排气系统、气缸、转子动力学系统与韦伯燃烧模型,在韦伯燃烧模型中,根据柴油机燃烧闭环控制需求,对典型的燃烧闭环反馈参数计算理论进行了分析,给出了相应的求解方法。然后基于MATLAB/Simulink实时仿真平台,按照所计算的柴油机数学模型,建立6K高压共轨柴油机实时仿真模型,并对模型精度进行了校核。然后,本文根据控制变量的思想,对柴油机边界参数(转速、轨压、喷油正时与负载)对燃烧闭环控制反馈参数(CA5、CA50、IMEP、Pmax)的影响规律进行了研究,得出了边界参数与闭环反馈参数之间定性的变化规律。进一步的,本文设计4因子4水平的田口试验对上述规律进行量化计算,通过3次重复试验并经过归一化之后闭环反馈参数的信噪比、P值和相关性系数,评价柴油机边界参数对闭环控制反馈参数的影响程度,最终计算出燃烧闭环反馈参数受各边界参数影响程度的量化指标。最后,基于ETAS Lab Car实时仿真平台,设计柴油机实时仿真模型与燃烧闭环控制系统的信号交互接口,并基于Lab Car EE软件设计柴油机运行状态实时监控界面,完成了实时模型与控制器的通信。然后对实时仿真系统燃烧闭环控制模式下加减目标CA50工况下实际CA50的变化趋势进行了分析,结果表明,本试验仿真平台计算的实际CA50对目标CA50有良好的跟随性。最后对燃烧闭环控制的控制效果进行验证,在所给工况下,通过将CA50作为燃烧闭环控制反馈变量,6缸CA50和IMEP计算值作为评价数据,显著降低了柴油机循环变动与缸间不均匀性,与此同时,柴油机的循环喷油量降低,提高了柴油机的经济性。