کنترل غیرخطی مسیر هوای موتور دیزل پرخوران شده با استفاده از بهینه سازی

در کار حاضر به کنترل مسیر هوای موتور دیزل پرخوران شده توسط یک کنترل کننده ی غیر خطی مبتنی بر بهینه سازی پرداخته می شود. بدین منظور نسبت هوا به سوخت و فشار چند راهه ی خروجی با محاسبه ی آهنگ جرمی گازهای پرخورانی و بازخورانی شده کنترل می گردند. کنترل نسبت هوا به سوخت که تاثیرگذار بر توان تولیدی موتور، مصرف سوخت و نشر آلاینده ها می باشد با محاسبه آهنگ جرمی هوا و با فرض معلوم بودن مسیر سوخت انجام می گیرد. برای مدل سازی و حصول معادلات دینامیکی مسیر هوا از روش مقدار متوسط به عنوان روشی مناسب با زمان محاسباتی کم، استفاده شده است. جریان جرمی هوا توسط قوانین کنترلی محاسبه شده و به وسیله پرخورانی و باز خورانی گازهای خروجی اعمال می گردد. در روش کنترلی پیشنهادی، ابتدا پاسخ غیرخطی سیستم توسط بسط تیلور پیش بینی شده و سپس قوانین کنترلی از طریق حداقل کردن اختلاف پاسخ مطلوب و پاسخ واقعی به دست می آید. برای بررسی و مقایسه عملکرد کنترل کننده ی بهینه ی پیشنهادی، یک کنترل کننده ی مدلغزشی نیز طراحی شده است. نتایج تحلیل ها و شبیه سازی نشان می دهد که آهنگ جرمی هوا و فشار چند راهه ی خروجی به مقادیر مطلوب، کاملا نزدیک است و درنتیجه نسبت کلی هوا به سوخت به خوبی کنترل شده است. بدین ترتیب کنترل کننده ی طراحی شده می تواند با مصرف انرژی بهینه با موفقیت از عهده ی اثرات غیرخطی موجود در مدل دینامیکی موتور برآید.

کلیدواژه ها:

Compression ignition engine ، Air fuel ratio ، Air mass flow rate ، nonlinear Control ، Optimization ، Prediction ، موتور اشتعال تراکمی ، نسبت هوا به سوخت ، آهنگ جرمی هوا ، کنترل غیرخطی ، بهینه سازی ، پیش بینی