带闭环控制的发动机定时模型

开放式

此示例显示如何增强所描述的开环引擎模型的版本使用触发子系统建模发动机定时．这个模型中,sldemo_enginewc，包含闭环并显示Simulink®模型的灵活性和可扩展性。金宝app在该增强型模型中，控制器的目的是用快速节流致动器调节发动机速度，使得负载扭矩的变化具有最小的效果。通过向发动机模型添加离散时间PI控制器，可以在Simulink金宝app中轻松完成这一点。

闭环模型

我们选择了一个使用比例加积分（PI）控制的控制法。需要集成器以调整稳态节气门作为操作点变化，并且比例项补偿了积分器引入的相滞。

等式1

$$ \θ= K_{\ρ}(N_{集}- n) + K_I \ int (N_{集}- n) dt $$

$N_{set} = \mbox{转速设定点(rpm)}$

$K_{\rho} = mbox{比例增益}$

$K_I = \mbox{积分增益}$$

运行模拟

按模型工具栏上的“播放”按钮以运行模拟。

注意:模型将相关数据记录到一个名为MATLAB工作空间的结构中sldemo_enginewc_output．记录信号有蓝色指示灯。在Simulink帮助中阅读更多关于信号记录的信息。金宝app

图1:发动机闭环模型及仿真结果

在这个模型中，我们采用了一个离散时间控制器，它适合于微处理器实现。因此，方程1中的积分项必须用离散时间近似来实现。在工业中，控制器的执行是与发动机的曲轴旋转同步的。控制器嵌入在一个由上述阀门定时信号触发的触发子系统中。

“Controller”子系统的详细构造如图2所示。值得注意的是使用了'PID控制器'块。该模块实现了离散时间的比例积分控制系统。注意采样时间设置(内部)在-1．这表示块继承其采样时间，在这种情况下每次触发子系统时执行。使得该触发子系统的关键组件是图2底部所示的“触发”块。可以通过将此块的副本从Simulink连接库拖入子系统图来转换为触发的子系统。金宝app

图2:速度控制器子系统

结果

典型仿真结果如图3所示。速度设定值的步骤2000转来3000rpm.在T = 5秒．扭矩扰动与在sldemo_engine.，开环模型。注意快速瞬态响应，零稳态误差。几种可供选择的控制器调谐(ki.和kp.)所示。这些可以由用户在MATLAB命令行进行调整。这使得工程师能够理解参数变化的相对影响。

图3：典型的仿真结果

关闭模式

关闭模式。清晰的记录数据。

结论

模拟非线性、复杂系统的能力，比如这里描述的引擎模型，是Simulink的关键特性之一。金宝app仿真的威力在上面模型的展示中是显而易见的。金宝appSimulink保持了模型的保真度，包括精确定时的气缸进气事件，这在创建这种类型的模型中是至关重要的。完整的速度控制系统显示了Simulink的灵活性。金宝app特别是，Simulink建模方法允许中金宝app断驱动引擎速度控制器的快速原型。