[01494677]内燃机动态过程智能控制方法与应用

该项目属于内燃机工程领域。内燃机是我国交通运输、工程和农业机械、船舶和国防的主导动力，年产量8,000余万台，产值6,200亿元。内燃动力消耗我国60%以上的石油，是城市大气中有害污染物的主要来源之一。现代内燃机是“气、液、热”高度一体化的机电系统。快速精准与协调优化控制，是满足其日益严格性能要求的主要挑战。然后，由于技术门槛高，作为内燃机“大脑”的控制技术一直被德、美和日等国少数公司“掌控”。 首先，团队针对动态过程的不确定性，发明动态过程虚拟观测解耦控制技术：发明了变周期强噪声主动抗扰控制方法，解决了机构动态响应速度与超调的矛盾；发明了静动态前馈与双观测器协同控制器和空气/废气量计算模型，解决了空气系统解耦难题；发明了基于放热率模型的自学习抗扰控制器，突破了多燃烧模式平滑过渡瓶颈，发明了运行控制算法的多核控制器平台，提升燃烧相位响应速度30%，降低油耗4.05%。 其次，针对内外部状态的不确定性，发明自趋优主动抗扰控制标准型：创新提出由模型前馈、即时观测抗扰和累积观测自适应组成的自趋优主动抗扰控制新方法，结合使用模型和观测器对系统的不确定性进行观测，在误差发生前进行补偿，从理论上克服了传统PID纠偏控制应对动态非线性系统的能力局限。 最后，针对运行边界的不确定性，发明基于人、车、路模型的智能标定技术：发明了发动机性能预测建模方法、驾驶员模型和行驶工况预测模型以及基于人车路模型的虚拟标定、台架智能标定和无线远程标定系统。通过“以虚代实”，缩短台架标定周期60%、道路标定周期40%，降低运行能耗10%。