After performing numerous simulatio

After performing numerous simulations with the 20-state model to develop insights into the major dynamic interactions, a re- duced-order, linear differential equation model consisting of five state and two con- variables is formed to initiate the deter- mination of the controller gains. The state vector consists of perturbations on engine
speed, manifold pressure, throttle angle,
throttle motor rate, and spark advance. The two control variables correspond to throttle
rate command and spark advance command
perturbation. After linearization about a
nominal reference condition, a linear qua-
dratic problem (LQP) was defined to deter- mine the controller gains. The performance index emphasized small rpm deviations (for good set-point control) and small throttle rate deviations (for lower-cost throttle actuators).
Figure 2 shows the resultant LQP state
feedback controller when simulated with the
20-state simulation program. (In this simu-
lation, a load is placed on the engine at t =
0 and removed at t = 3 sec. Other control
policies shown are: no control, optimal throttle-only control, and optimal throttle/ spark state feedback with and without feed- forward control; the curve with the smallest amplitude oscillation is the feedforward
case.) The simulation indicates that coordi-
nated throttle and spark feedback gives a much improved transient response over the standard throttle-only control.
After simulating numerous hardware sys- tems, especially various types of throttle ac- tuators, a candidate hardware system was se-
lected. The digital control model structure
shown in Fig. 3 was then developed, and the Landau model reference identification tech-
nique was employed to obtain the model pa- rameters on an engine dynamometer. The re- sultant model was then employed with digital
control theory to define a coordinated throttle
and spark digital controller for vehicle im- plementation. Comparisons of actual vehicle
data and simulation data for the no-control,
throttle-only control, and throttle/spark con-
trol cases (all without feedforward) are
shown in Fig. 4.
The data shown in Fig. 4 are for a four-
cylinder engine, which means that during
each second approximately 20 combustion events occur. Thus, with throttle-only con- trol, approximately 2 sec are required for
recovery to the neighborhood of the set point
after a major disturbance at t = 0. Note that
the throttle-only controller is still lightly
damped beyond 2 sec. Alternatively, throt-
tle/spark control requires approximately 1 sec
to return to the set point, and the response
is relatively well damped in the neighbor-
hood of the set point. Also note that the throttle-only case has a speed droop of ap-
proximately 200 rpm, while the throttle/spark
case droops only 100 rpm.
Figure 4 indicates that the fidelity of the
model is good enough to allow considerable
"paper design" before vehicle implemen-
tation. The accuracy of the model is even better than Fig. 4 indicates in that only one vehicle test is shown in the figure. If an aver-
age vehicle response was displayed (instead
of a single response), then the vehicle and
model data would probably be in closer agreement. The heuristic reason why the
throttle/spark controller is better than the
throttle-only controller is due to the fact that
spark acts much more quickly than the throt-
tle (with its actuator and manifold delays).
Qualitatively, this is best represented by
comparing the root loci of the two cases in
the Z-plane. Figure 5 shows the closed-loop
poles for zero spark feedback as the throttle
feedback gain is increased. The system goes unstable when the magnitude of the throttle gain is equal to 0.4. Figure 6 shows the same
system with a fixed, nonzero spark feedback gain as the throttle feedback gain is in- creased. When the throttle gain magnitude reaches 0.4, the resultant closed-loop poles trol are well within the unit circle, and a stable, relatively insensitive design results.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หลังจากทำการจำลองมากมาย ด้วยรูปแบบ 20 รัฐพัฒนาข้อมูลเชิงลึกในการโต้ตอบแบบไดนามิกที่สำคัญ แบบจำลองสมการเชิงอนุพันธ์ใหม่ สั่ง duced เส้นห้ารัฐและสองคอนตัวแปรมีรูปแบบประเดิม mination deter ของกำไรควบคุม ประกอบด้วยเวกเตอร์สถานะ perturbations ในโปรแกรม ความเร็ว ความดันมากมาย เค้น มุม ราคามอเตอร์เค้น และประกายล่วงหน้า ตัวแปรควบคุมสองตรงเค้น สั่งล่วงหน้าหัวเทียนและราคาสั่ง perturbation หลังจาก linearization เกี่ยวกับการ อ้างอิงกำหนดเงื่อนไข เส้น qua- ปัญหา dratic (LQP) ถูกกำหนดไว้เพื่อเป็นอุปสรรค-เหมืองควบคุมกำไร ดัชนีประสิทธิภาพเน้นความแตกต่างเล็ก ๆ รอบต่อนาที (สำหรับดีตั้งจุดควบคุม) และความเบี่ยงเบนของอัตราเค้นเล็ก (สำหรับต้นทุนต่ำเค้น actuators) รูปที่ 2 แสดงสถานะ LQP ผลลัพธ์ ควบคุมผลป้อนกลับเมื่อจำลองด้วยการ โปรแกรมจำลองสถานะ 20 (ในนี้ simu- เครื่องดูด โหลดอยู่ในระบบที่ t = 0 และเอาที่ t = 3 วินาที ตัวควบคุมอื่น นโยบายแสดง: ไม่ควบคุม การควบคุมเค้นเท่านั้นที่เหมาะสม และเค้นสุด / จุดประกายข้อเสนอแนะรัฐด้วย และไม่ ต้อง ควบคุมอาหารไป เส้นโค้งกับการสั่นของคลื่นน้อยที่สุดคือ feedforward กรณี) การบ่งชี้ว่า coordi- nated เค้นและจุดประกายความคิดเห็นให้การตอบสนองชั่วคราวมากขึ้นเหนือการควบคุมเค้นเท่ามาตรฐาน หลังจากที่เลียนแบบมากมายฮาร์ดแวร์ sys-สินค้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิดต่าง ๆ เค้น ac-tuators ระบบฮาร์ดแวร์ผู้สมัครเป็น se- lected โครงสร้างรูปแบบตัวควบคุมดิจิตอล แสดงใน fig. 3 แล้วได้รับการพัฒนา และในม้ารุ่นอ้างอิงรหัสเทค - nique ถูกจ้างรับป่า rameters รุ่นบน dynamometer เครื่องยนต์ รุ่นใหม่ sultant ถูกจ้าง ด้วยดิจิตอลแล้ว ทฤษฎีการควบคุมการกำหนดเค้นประสาน และตัวควบคุมดิจิตอลหัวเทียนสำหรับรถ im-plementation เปรียบเทียบของรถจริง ข้อมูลและการจำลองไม่ควบคุม การควบคุมเค้นเท่านั้น และเค้น/ประกายคอน- มีกรณีรูป (ทั้งหมด โดย feedforward) แสดงในรูปที่ 4 ข้อมูลที่แสดงในรูปที่ 4 เป็นวันที่ 4- เครื่องยนต์ ซึ่งหมายความ ว่า ในระหว่าง แต่ละเหตุการณ์เผาไหม้ที่สองประมาณ 20 เกิดขึ้น ดังนั้น ด้วยเค้นเท่าปรับรูป ประมาณ 2 วินาทีจะต้องใช้สำหรับ กู้คืนใกล้เคียงจุดชุด หลังจากไฟฟ้าที่สำคัญที่ t = 0 หมายเหตุที่ ควบคุมเค้นเท่านั้นยังคงเบา ๆ น้อยกว่า 2 วินาทีอีก throt - ประมาณ 1 วินาทีต้องมีควบคุม tle/หัว เทียน เพื่อกลับไปจุดตั้ง และการตอบสนอง ค่อนข้างดีได้น้อยในบ้าน ฮูดของจุดตั้ง ด้วยเหตุที่ว่า เค้นเฉพาะกรณีที่มีความเร็วก้มต่ำ ap- proximately 200 รอบต่อนาที ขณะที่เค้นจุดประกาย กรณี droops 100 รอบต่อนาทีเท่านั้น รูปที่ 4 แสดงว่า ความเที่ยงตรงของการ รูปแบบคือให้มากพอ "กระดาษ" ออกก่อนรถเกี่ยว- tation ความถูกต้องของรูปแบบดียิ่งกว่า 4 รูปแสดงในที่ เดียวรถทดสอบแสดงในรูป ถ้า aver- แสดงอายุรถตอบ (แทน ของเดียวตอบสนอง), จากนั้นยานพาหนะ และ ข้อมูลแบบจำลองอาจจะในข้อตกลงที่ใกล้ชิด วริเหตุผลว่า ทำไมการ ควบคุมเค้น/หัวเทียนจะดีกว่าการ ควบคุมเค้นเท่านั้นเนื่องจากการที่ หัวเทียนทำหน้าที่ได้อย่างรวดเร็วกว่า throt- tle (ด้วยความล่าช้ากระตุ้นและท่อ) คุณภาพ นี้จะแสดงโดย เปรียบเทียบ loci รากของสองกรณีใน Z-เครื่องบิน รูปที่ 5 แสดงวงปิด เสาสำหรับศูนย์จุดประกายเป็นเค้น ความคิดเห็นเพิ่มขึ้น ระบบจะไม่เสถียรเมื่อขนาดของกำไรเค้นเท่ากับ 0.4 รูปที่ 6 แสดงเดียวกัน ระบบที่ มีการเพิ่มความคิดเห็นประกายถาวร ค่าตามได้รับผลป้อนกลับเค้นในรอยย่น เมื่อเค้นกำไรขนาด 0.4 รูปผลลัพธ์วงปิดเสาอยู่ภายในวงกลมหน่วย และผลออกแบบเสถียรภาพ ค่อนข้างไม่ดี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หลังจากดำเนินการจำนวนมากที่มีการจำลองรูปแบบ 20 รัฐในการพัฒนาข้อมูลเชิงลึกในการปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิกที่สำคัญอีกโฉมสั่งเป็นโมเดลสมการเชิงเส้นแตกต่างประกอบด้วยห้าของรัฐและสองตัวแปรทําจะเกิดขึ้นเพื่อเริ่มต้นการ mination ยับยั้งของตัวควบคุม กำไร เวกเตอร์รัฐประกอบด้วยเยี่ยงอย่างเครื่องยนต์ความเร็วความดันหลายมุมเค้นอัตรามอเตอร์คันเร่งและจุดประกายล่วงหน้า ทั้งสองตัวแปรควบคุมสอดคล้องกับเค้นคำสั่งอัตราและจุดประกายคำสั่งล่วงหน้าก่อกวน หลังจากเชิงเส้นเกี่ยวกับสภาพการอ้างอิงที่ระบุเป็นเชิงเส้น qua- ปัญหา dratic (LQP) ถูกกำหนดให้ยับยั้งเหมืองกำไรควบคุม ดัชนีประสิทธิภาพการทำงานที่เน้นการเบี่ยงเบนรอบต่อนาทีขนาดเล็ก (ที่ดีสำหรับการควบคุมการตั้งจุด) และอัตราการเบี่ยงเบนปีกผีเสื้อขนาดเล็ก (สำหรับตัวกระตุ้นเค้นต้นทุนต่ำ). รูปที่ 2 แสดงผล LQP รัฐควบคุมการตอบรับเมื่อจำลองด้วยโปรแกรมจำลอง20 รัฐ (ในเครื่องจำลองนี้lation โหลดวางอยู่บนเครื่องยนต์ที่ t = 0 และลบออกที่ t = 3 วินาทีการควบคุมอื่น ๆ . นโยบายที่แสดงเป็น: การควบคุมไม่มีการควบคุมคันเร่งอย่างเดียวที่ดีที่สุดและดีที่สุดเค้น / จุดประกายความคิดเห็นและรัฐที่มี โดยไม่ต้องควบคุม feed- ไปข้างหน้าด้วยการสั่นโค้งกว้างที่เล็กที่สุดคือคราทกรณี) การจำลองแสดงให้เห็นว่าประสานงาน. เค้นจากเศษและข้อเสนอแนะจุดประกายให้มีการตอบสนองมากขึ้นชั่วคราวในช่วงควบคุมคันเร่งเท่านั้นมาตรฐาน. หลังจากการจำลองงานระบบฮาร์ดแวร์จำนวนมาก TEMS โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเภทต่างๆของ tuators ทําเค้นระบบฮาร์ดแวร์ของผู้สมัครเป็น se- เลือกไว้ โครงสร้างรูปแบบการควบคุมแบบดิจิตอลที่แสดงในรูป 3 ได้รับการพัฒนาแล้วและกุ๊บรูปแบบบัตรประจำตัวทิ่อ้างอิงnique ถูกจ้างมาเพื่อให้ได้รูปแบบที่ต้องอาศัยค่าพารามิเตอร์ในการวัดกระแสไฟฟ้าเครื่องยนต์ รุ่นใหม่ sultant ถูกจ้างมาแล้วกับดิจิตอลทฤษฎีการควบคุมการกำหนดเค้นประสานงานและจุดประกายการควบคุมแบบดิจิตอลสำหรับยานพาหนะplementation ญ การเปรียบเทียบของยานพาหนะที่เกิดขึ้นจริงข้อมูลและการจำลองสำหรับไม่มีการควบคุมการควบคุมคันเร่งอย่างเดียวและเค้น/ จุดประกายทำากรณีtrol (ทั้งหมดโดยไม่ต้องคราท) จะแสดงในรูป 4. ข้อมูลที่แสดงในรูป 4 สำหรับสี่กระบอกสูบเครื่องยนต์ซึ่งหมายความว่าในช่วงที่สองประมาณ20 แต่ละเหตุการณ์การเผาไหม้เกิดขึ้น ดังนั้นด้วยเค้นเท่านั้นควบคุมได้ประมาณ 2 วินาทีที่จำเป็นสำหรับการกู้คืนเพื่อละแวกจุดชุดหลังจากความวุ่นวายที่สำคัญที่t = 0 โปรดทราบว่าตัวควบคุมคันเร่งอย่างเดียวยังคงเบาๆหดหู่เกิน 2 วินาที อีกทางเลือกหนึ่ง throt- TLE / ควบคุมประกายไฟต้องใช้เวลาประมาณ 1 วินาทีเพื่อกลับไปยังจุดที่ตั้งและการตอบสนองค่อนข้างชื้นได้ดีในneighbor- ประทุนของจุดที่ตั้งไว้ นอกจากนี้ทราบว่ากรณีคันเร่งอย่างเดียวมีเสียกำลังใจความเร็ว AP- proximately 200 รอบต่อนาทีในขณะที่เค้น / จุดประกายกรณีdroops เพียง 100 รอบต่อนาที. รูปที่ 4 แสดงให้เห็นว่าความจงรักภักดีของรูปแบบเป็นสิ่งที่ดีพอที่จะให้มาก"การออกแบบกระดาษ" ก่อน รถ implemen- ช่อ ความถูกต้องของรูปแบบที่ดียิ่งขึ้นกว่ารูป 4 แสดงให้เห็นว่าการทดสอบในรถเพียงคนเดียวที่จะแสดงในรูป หาก aver- ตอบสนองรถอายุแสดง (แทนของการตอบสนองที่เดียว) จากนั้นรถและข้อมูลรูปแบบอาจจะอยู่ในข้อตกลงที่ใกล้ชิด เหตุผลที่ว่าทำไมแก้ปัญหาคันเร่ง / ควบคุมประกายดีกว่าตัวควบคุมคันเร่งเท่านั้นเป็นเพราะความจริงที่ว่าจุดประกายหน้าที่ได้อย่างรวดเร็วมากขึ้นกว่าthrot- TLE (มีตัวกระตุ้นและความล่าช้าที่หลากหลาย). คุณภาพนี้จะเป็นตัวแทนที่ดีที่สุดโดยการเปรียบเทียบตำแหน่งรากของทั้งสองกรณีZ-เครื่องบิน รูปที่ 5 แสดงให้เห็นว่าวงปิดเสาสำหรับความคิดเห็นเป็นประกายศูนย์เค้นกำไรข้อเสนอแนะที่จะเพิ่มขึ้น ระบบไปไม่เสถียรเมื่อขนาดของกำไรเค้นเท่ากับ 0.4 รูปที่ 6 แสดงให้เห็นเดียวกันระบบที่มีการแก้ไขที่ได้รับการตอบรับประกายภัณฑ์เป็นกำไรข้อเสนอแนะเค้นจะจีบห เมื่อเค้นขนาดกำไรถึง 0.4 ผลลัพธ์วงปิด trol มีเสาดีภายในวงกลมหน่วยและมั่นคงผลการออกแบบความรู้สึกที่ค่อนข้าง