基于優(yōu)先約束軌跡規(guī)劃的非線性渦輪增壓空氣系統(tǒng)廢氣再循環(huán)

廢氣再循環(huán)渦輪增壓空氣系統(tǒng)的控制是一個非線性多變量控制問題。在多數(shù)實際問題中，可用控制輸入功能因素限制了跟蹤快速參考軌跡控制性能的實現(xiàn)。致力于解決的問題是基于具有約束輸入的柴油機空氣系統(tǒng)前饋控制如何生成足夠平滑的參考軌跡。擬定的軌跡規(guī)劃可以處理任意命令的輸入，并能提供所需的基于平面度控制器的參考信號。線性目標(biāo)系統(tǒng)定義了控制變量的所需跟蹤行為。通過限制目標(biāo)系統(tǒng)動力學(xué)到可實現(xiàn)的空氣系統(tǒng)動力學(xué)過程中，平面設(shè)計模型和控件的輸入限制作為輸入約束。此外，控制變量的優(yōu)先次序包括在此限制之內(nèi)。使用的差異平降階設(shè)計模型是從運用奇異攝動理論的高階參考模型中推導(dǎo)出的。通過依靠高階參考空氣系統(tǒng)模型的仿真研究得到軌跡規(guī)劃與前饋控制器組合的適用性。介紹了基于前饋FF空氣系統(tǒng)控制器所需的平順參考信號平整度生成約束軌跡規(guī)劃。FF空氣系統(tǒng)控制器接收任意命令的輸入，并確定參考信號，充分利用輸入的空間以實現(xiàn)性能最優(yōu)。今后需要研究的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及替代限制技術(shù)的評價。軌跡規(guī)劃為可進行廢氣再循環(huán)的兩級渦輪增壓空氣系統(tǒng)的控制所采用。為增強控件設(shè)置模型的不確定性和干擾的魯棒性，高級的FF控件安裝程序只能由反饋控制器來完成。

Philipp Kotman.2012 American Control Conference(ACC),America June 27-29,2012.

編譯：張玉倫