轨压控制策略设计
一种基于前馈补偿的PID轨压控制设计方法
一种基于前馈补偿的PID轨压控制设计方法李娟【摘要】分析了5种共轨工况下轨压控制的需求,采用开环和闭环两种控制方法.针对轨压闭环控制的特点,设计了基于前馈的PID控制算法.为了提高PID控制精度,对参数设计方法进行了优化,并通过试验测试了两种工况下的轨压控制效果,轨压控制偏差在1.7％以内.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2014(027)006【总页数】4页(P146-149)【关键词】轨压控制;前馈;比例控制;积分控制;微分控制【作者】李娟【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所第18研究室,陕西西安710119【正文语种】中文【中图分类】TP273高压共轨燃油喷射系统是上世纪90 年代后期推向市场的一项柴油机电控技术，其最大特点是分离控制燃油喷射和油轨压力。
灵活可控的喷油规律能够优化燃烧、降低排放，还可提高燃油经济性、减少噪声，是满足欧Ⅲ、欧Ⅳ，甚至欧Ⅴ排放法规柴油机的理想电控燃油喷射系统。
经十几年的发展，目前该项技术已经成熟，并被广泛应用在车、船等发动机系统上。
然而国内在该方面的技术和国际水平差距较大，目前尚处于起步阶段，虽然有一些企业和高校己经进行过共轨燃油喷射系统的研究，但总体来看，在该领域，国内还停留在研究阶段，离产品化还有较大差距。
本文针对某6 缸高压共轨燃油系统，设计高压共轨关键技术轨压控制策略。
研究了轨压控制工况，分析了各阶段轨压模型的特点，优化设计轨压控制设计，并自主实现了轨压控制策略。
1 轨压控制策略的设计在发动机的整个运行周期内，可被分为起动、低怠速、调速、高怠速、和跛行回家5 种状态。
1.1 开环轨压控制在启动阶段轨压目标值和传感器采集值数值差距大，轨压需要迅速提升，适合采用开环轨压控制方法。
既能够快速建立轨压，又不会因控制精度不够而影响喷油输出。
启动阶段的控制过程如图1 所示，根据发动机转速判断当前的发动机状态，并根据标定结果进行控制计算，输出控制量到IMV 阀决定其开度，即从高压油泵流入共轨管中的燃油流速，进而控制实际轨压值。
高压共轨控制策略
汇报人：日期:CATALOGUE目录•高压共轨系统概述•高压共轨系统的控制原理•高压共轨系统的控制策略•高压共轨系统的优化与改进•高压共轨系统的未来发展趋势•高压共轨系统控制策略的实验验证与仿真研究01高压共轨系统概述定义特点高压共轨系统的定义与特点包括燃油箱、燃油泵、滤清器、压力调节器等部件，主要作用是提供燃油并调节燃油压力。
供油系统共轨管喷油器控制单元是高压共轨系统的核心部件，它储存高压燃油并分配给喷油器。
根据控制信号将高压燃油喷射到气缸内，实现燃油喷射。
根据发动机的运转状态和驾驶员的意图，控制喷油器的喷射时间和喷射压力，以达到最佳的燃烧效果。
高压共轨系统的组成汽车工业在轨道交通领域，高压共轨系统被广泛应用于铁路机车和动车组的动力系统中，能够提高动力输出和燃油效率。
轨道交通船舶工业高压共轨系统的应用场景02高压共轨系统的控制原理燃油喷射系统的工作原理燃油喷射系统是高压共轨系统的重要组成部分，它由高压油泵、高压油轨和喷油器等组成。
高压油泵通过柱塞的往复运动，将燃油加压到一定压力后，送入高压油轨中储存。
电子控制单元（ECU）是高压共轨系统的核心控制部件。
ECU接收来自各种传感器的信号，包括发动机转速、进气压力、温度、位置等传感器信号。
ECU根据接收到的信号，通过内部算法计算出最佳的喷油量和喷油时刻，并发送控制信号给执行器。
电子控制单元（ECU）的工作原理传感器将感知到的参数转换成电信号输出给ECU。
ECU根据接收到的电信号判断发动机的运行状态，并调整控制策略以实现最佳控制效果。
传感器是高压共轨系统中的重要组成部分，它能够感知发动机的各种参数，如转速、压力、温度等。
传感器的工作原理执行器的工作原理03高压共轨系统的控制策略预喷射油量根据发动机的转速和负荷确定主喷射的最佳时间。
主喷射时间需要与发动机的工作状态相匹配，以确保燃油能够充分燃烧。
主喷射油量根据实验结果和发动机的性能确定主喷射的最佳油量。
油量过多会导致燃油经济性下降，而油量不足则会影响发动机的动力输出。
高压共轨柴油机轨压控制策略及参数研究
高压共轨柴油机轨压控制策略及参数研究
高压共轨柴油机是现代柴油机的一种重要形式，它采用了高压共轨技术，能够实现高效、环保、节能的特点。
其中，轨压控制策略及参数
的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要方向之一。
轨压控制策略是指控制高压共轨中的燃油压力，以满足发动机不同工
况下的燃油需求。
目前，常用的轨压控制策略主要有开环控制和闭环
控制两种。
开环控制是指根据发动机的工作状态，预先设定好轨压值，然后通过
控制高压油泵的输出压力来实现轨压的控制。
这种控制策略简单、实
现成本低，但是对于发动机的工作状态变化较大的情况下，轨压控制
效果不佳。
闭环控制是指通过传感器实时监测发动机的工作状态，然后根据反馈
信号来调整高压油泵的输出压力，以实现轨压的控制。
这种控制策略
能够更加准确地控制轨压，适用于发动机工作状态变化较大的情况下。
除了轨压控制策略外，轨压控制参数也是影响高压共轨柴油机性能的
重要因素之一。
常用的轨压控制参数包括轨压上升时间、轨压下降时间、轨压稳定时间等。
这些参数的设置需要根据发动机的工作状态和
要求进行合理的调整，以实现最佳的燃油经济性和排放性能。
总之，轨压控制策略及参数的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要
方向之一。
通过合理的轨压控制策略和参数设置，能够实现高效、环保、节能的特点，为发动机的性能提升和应用推广提供了有力的支持。
商用车国3柴油机Bosch共轨系统及控制策略
----- 哈尔滨工业大学车辆工程专业工学硕士，高级工程师。
威海职业学院教师，汽车专业的专业带头人。
北京现代汽车威海4s店(威海振洋汽车销售服务有限公司)兼职技术顾问。
1、2、2、商用车Bosch共轨系统输出控制燃油计量阀是柴油机共轨系统重要的执行器，它安装在高压油泵的进油位置，调节进入高压泵柱塞的进油量，从而调节共轨压力。
该种调节轨压的方式为进油调节，同在高压泵出油端或共轨处的高压端调节，降低发动机的功率消耗以及燃油的不必要压缩。
燃油计量阀的供油特性如图13所示。
燃油计量阀在控制线圈没有通电时，该阀是导通的，可以提供最大流量的燃油。
ECU通过占空比信号控制燃油计量阀。
燃油计量阀的工作原理，如图14所示。
喷油器电磁阀的结构与工作原理与乘用车共轨柴油机的完全相同。
商用车国3Bosch共轨系统，进气预热常采用下列两种方式：进气道电加热以及燃烧室内预热塞加热，中型及重型系列柴油机经常采用前者。
潍柴WP6系列柴油机进气道电加热装置，如图15所示。
1、2、3、商用车Bosch共轨系统控制器ECU商用车国3 Bosch第二代共轨柴油机一般采用了型号为EDC7的控制器ECU，其外形及接口如图16所示。
控制器ECU为了缩短与传感器及执行器的距离，经常安装在发动机上，同时防止发动机的温度传到ECU上，所以在发动机机体与Ecu之间增加了一个冷却盒，以保证ECU的正常工作温度(参考图1及图17)。
1、2、4、电子控制系统电路图潍柴国3 WP10／wPlON柴油机电子控制系统电路图如图18所示。
2、商用车国3柴油机Bosch共轨系统的控制策略分析潍柴目前所有的国3柴油机及玉柴的4G、4E、6J系列国3柴油机，由于均采用了Bosch第二代共轨系统(控制器的型号为EDC7)，因此控制策略基本相同。
2.1、控制器ECU发动机部分的控制功能简介控制器ECU发动机部分能够实现如下控制：(1)喷油方式控制。
每工作循环最多能够实现高达4次的喷射(目前国3柴油机每循环只用2次一一预喷射及主喷射)。
高压共轨系统高压泵试验台轨压控制方法
摘要 ： 对 高压泵性 能检 测 系统对轨 压控 制精 度要 求 比 实际 车用 系统 高得 多的 情 况 ， 针 分析 了共 轨 高压 泵性 能检测 的要 求 ， 用压 力控 制 阀代替 喷 油器 ， 采 避免 了喷 油 器喷油 产生 的轨 压 波动和 流量脉 动 对测试精 度 的影响 ． 立 了试验 台轨 压控 制模型 ， 究 了轨 压控 制策 略 ， 建 研 以可驱 动 压 力控 制 阀 的 试验控 制 器代 替 电控 单 元 （ Ｃ ． 据 系统 的特 点 设 计 了 以 Ｔ ３ ０ Ｆ ４ ７ 数 字 信 号 处 理 器 Ｅ Ｕ） 根 Ｍ￥２ Ｌ ２ ０
然取 得 了较 大 的成果 ， 但离 大规模 产 品化还 有距 离 ， 性能 试 验 设 备 还 处 在 对 传 统 设 备 进 行 改 造 的 阶
●
压 力控 制 阀的开度 决 定 ． 量 计所 测 流 量 即代 表 了 流
高压 泵 的供油 量． 制 器 则 根据 试 验 要 求控 制 流 量 控
其他信号
图 ２ 高 压 流 量试 验 曲 线
Ｆ ｇ ２ Ｒａｌ ｏ ｆｔ ｅ ｈ ｇ ｒ ｓ ｕ ｅ ｐ ｍｐ ｉ ｉ． ｉ ｆ ｗ ｏ ｈ ｉｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｎ ｌ
力 ， 给与发 动机 功率相 对应 的燃油 量 ， 高燃油 经 供 提
收稿 日期 ： ０９— ８—３ ２０ ０ １
本 Ｄ Ｎ Ｏ公 司 等 ． 内在 共 轨 系 统 方 面 的研 究 虽 ＥＳ 国
基金项 目： 家科技史撑计划项 目（０ ７ Ａ ２ Ｂ ２ 江苏省汽车工程重点实验室开放基金资助项 目（ ｃ ０ ７ ２ ２ ０ Ｂ Ｆ ６ ０ ）； Ｑ ２００ ） 作者简介 ： 尤丽华 （９ ５ ） 女 ， １５ 一 ， 江苏淮安人 ， 副教授（ ｏｌ ｕ＠ｊ ｎｎｎ ｅ ｕｃ ） 主要从事机 电一体化测控 、 ｙｕｉ ａ ｉ ｇａ ．ｄ ．ｎ ， ｈ ａ 网像测量 的研究 安 伟 （９ ８ ） 男 ， １６ 一 ， 山东 临 沂 人 ， Ｌ， 教授 （ｎ ｅ ｊ ｎｎｎ ｅ ｕ Ｃ ） 主 要 从 事 机械 电子 工 程 的 研 究 ． 博 副 ａｗ ｉ ｉ ｇａ ．ｄ ．ｎ ， ＠ ａ
高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究
高压共轨柴油机轨压双闭环控制策略研究高压共轨柴油机是目前广泛应用于汽车和工程机械领域的一种高效、环保的动力装置。
而轨压控制是高压共轨系统中的关键技术之一，它直接影响着柴油机的燃烧效率和排放性能。
为了提高柴油机的动力性能和燃油经济性，研究人员提出了一种轨压双闭环控制策略。
轨压双闭环控制策略是指在高压共轨柴油机的轨压控制系统中，采用两个闭环控制回路来实现对轨压的精确控制。
其中一个闭环控制回路负责实时监测和调节轨压的设定值，另一个闭环控制回路负责根据实际工况动态调整轨压的控制参数。
具体而言，轨压双闭环控制策略的实施过程如下：首先，通过传感器实时采集柴油机的工作状态参数，如转速、负荷和环境温度等。
然后，根据这些参数计算得到当前工况下的轨压设定值。
接下来，将轨压设定值与实际测量值进行比较，得到轨压误差。
然后，根据误差的大小调节轨压控制器的输出信号，进而调整轨压调节阀的开度，使轨压逐渐接近设定值。
同时，根据柴油机的工作状态动态调整轨压控制器的参数，以保证轨压控制的精度和稳定性。
轨压双闭环控制策略的优点在于能够根据不同的工况实时调整轨压的控制参数，从而实现更加精准和稳定的轨压控制。
与传统的单闭环控制相比，轨压双闭环控制策略具有更高的控制精度和响应速度，能够更好地适应不同工况下的动力需求。
此外，由于轨压双闭环控制策略能够实时监测和调整轨压的设定值，因此柴油机的燃烧效率和排放性能也能够得到有效的改善。
然而，轨压双闭环控制策略也存在一些问题和挑战。
首先，由于柴油机工作状态的复杂性和多变性，轨压双闭环控制策略的参数调整和优化比较困难。
其次，由于柴油机燃烧过程的非线性和时变性，轨压双闭环控制策略的控制精度和稳定性还有进一步提高的空间。
最后，由于柴油机燃烧过程中的实时监测和调整需要大量的计算和数据处理，轨压双闭环控制策略的实施成本较高。
为了克服这些问题和挑战，研究人员正在不断探索和创新。
他们通过改进控制算法、优化控制参数，提高传感器的精度和响应速度，以及采用先进的计算和数据处理技术，来进一步提高轨压双闭环控制策略的性能和可靠性。
轨缝调整器的控制策略与优化算法研究
轨缝调整器的控制策略与优化算法研究随着铁路运输的发展，铁路的安全性和运行效率变得越来越重要。
铁路轨道的维护和调整是确保铁路运行顺畅的关键环节。
轨缝调整器是一种用于调整铁路轨缝的关键设备，通过控制轨缝的大小和位置，以提高列车的平稳性和安全性。
本文将探讨轨缝调整器的控制策略和优化算法的研究。
1. 背景介绍铁路轨道的维护和调整对于保证列车的正常运行至关重要。
轨缝是指轨道上两段轨道之间的间隙，它的大小和位置对列车的平稳性和稳定性起着重要作用。
过大或过小的轨缝都会给列车的运行带来不利影响。
因此，轨缝调整器的控制策略和优化算法的研究对于铁路运输的安全性和运行效率具有重要意义。
2. 控制策略研究轨缝调整器的控制策略是指根据实际情况和需求，通过控制设备的动作来实现轨缝的调整。
目前，主要的控制策略有以下几种：2.1 定时控制策略定时控制策略是最简单和常见的一种策略，它通过设定固定的时间间隔，定期对轨缝进行调整。
优点是操作简单，实施成本低。
缺点是无法根据实际情况和需求进行灵活调整，容易造成轨缝调整不准确。
2.2 基于传感器的反馈控制策略基于传感器的反馈控制策略通过安装传感器来实时监测轨道状态，根据监测到的数据来调整轨缝的位置和大小。
优点是能够根据实时数据进行调整，调整的准确性较高。
缺点是需要安装传感器和建立数据传输系统，成本较高。
2.3 基于模型的预测控制策略基于模型的预测控制策略通过建立数学模型来预测轨缝的变化趋势，根据预测结果来进行调整。
这种策略可以考虑多种因素，如列车速度、载荷、轨道曲率等，使得调整更加精确和灵活。
缺点是需要复杂的模型和较高的计算能力。
3. 优化算法研究轨缝调整器的优化算法是指通过数学模型和算法优化轨缝的调整过程，使得调整更加精确和高效。
以下是目前常用的优化算法：3.1 遗传算法遗传算法是一种模拟进化过程的优化算法，通过模拟遗传、交叉和变异等操作来搜索最优解。
在轨缝调整器的优化中，遗传算法可以根据设定的适应度函数，对轨缝调整参数进行优化，以达到使轨缝尽可能接近最优的目标。
高压共轨控制策略
03
根据实车试验结果，对控制策略进行进一步优化和完善，提高发动机性能和燃油经济性。
05
高压共轨控制策略的发展趋势和挑战
智能化
随着人工智能和大数据技术的发展，高压共轨控制策略正朝着智能化方向发展。通过引入机器学习、神经网络等算法，实现控制策略的自主优化和实时调整。
控制策略的发展趋势
目标2
适应不同的发动机工况和驾驶条件，优化控制策略，提高系统的适应性。
目标3
03
方法3
引入人工智能和机器学习算法，优化控制策略，提高系统的智能性和自适应性。
控制策略的实现方法
01
方法1
采用先进的传感器和高速控制器，实时监测和调整共轨系统的运行状态。
02
方法2
建立精确的数学模型，用于描述共轨系统的动态特性和行为。
详细描述
通过采用PID控制器和模糊逻辑控制器等先进的控制方法，可以实现对轨压的精确控制。
总结词
在优化设计过程中，需要充分考虑系统的非线性和时变性等因素，并通过实验验证所设计控制策略的有效性和鲁棒性。
详细描述
总结词
详细描述
总结词
详细描述
案例三
THANKS
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喷油器
ECU是高压共轨系统的控制中心，它根据发动机的工况和传感器信号，控制喷油器的开启和关闭，以及喷射时间和喷射量
ECU（电子控制单元）
01
高喷射压力
பைடு நூலகம்
高压共轨系统的特点
02
灵活的喷射控制
03
降低噪音和振动
04
提高燃油经济性
02
高压共轨控制策略基础
VS
控制策略是用于指导高压共轨系统如何实现高效、稳定、安全运行的一系列规则和算法。
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轨压控制策略设计
轨压控制思路：将轨压控制转变为控制轨内燃油体积量，通过控制Meun阀的开度即控制进入高压轨的油速mm^3/s来实现对轨内油量的控制；如图1中所示，把对轨压的控制分为对轨压的预控和对轨压偏差值的PID控制，对轨压的预控可以提高控制速度，加入PID可以对轨压的稳定性等实现控制。
图中轨压预控体积流量包含三部份：一个根据转速、喷油量经过map插值得到的一个基本预控体积流量；二是燃油泄漏量；三是主喷量。
轨压偏差值为轨压设定压力值和轨压传感器压力值之差，经过PID对这个偏差值进行调控。
图1轨压控制策略图
轨压控制策略实现步骤：第一步先实现对轨压预控体积流量的控制，如图1中的粗线；第二步再对轨压偏差值进行PID控制；第三步再对轨压控制进行修正。
第一步：计算轨压预控体积流量。
有以下三部分组成。
其中第一个map数据如图2中所示。
第二步：待续第三步：待续。