基于扭矩的发动机控制策略.

扭矩控制法的原理是扭矩控制法是一种用于电气驱动系统的控制方法，它通过直接控制电机的输出扭矩来实现精确的速度和位置控制。

相比于传统的速度或位置控制，扭矩控制法在许多应用场景下具有更好的性能和适用性。

扭矩控制法的基本原理是根据系统的控制需求，实时地计算出电机所需的扭矩指令，并通过控制器将这个指令转化为电流指令，最终驱动电机。

在实现扭矩控制的过程中，需要注意以下几个关键步骤。

首先，需要对电机进行扭矩建模和参数辨识。

电机的扭矩响应是由电流和磁场之间的相互作用决定的，因此需要获得电机的电流和磁场方程。

通过对电机进行实验和辨识，可以确定电机的参数，包括转子惯量、电感、阻抗等。

这些参数将在后续的控制器设计中发挥重要作用。

其次，需要设计合适的扭矩控制器。

扭矩控制器的设计通常基于电流环和速度环的结构。

电流环用于实时跟踪电机电流的指令值，并控制电机输出所需的电流。

而速度环用于基于电机的速度误差来调整电流环的指令，从而实现期望的扭矩控制。

在扭矩控制器的设计中，通常使用反馈线性化、模型预测控制或自适应控制等高级控制算法，以提高控制性能和系统稳定性。

在扭矩控制过程中，还需要考虑到电机的非线性特性和干扰影响。

由于电机的非线性特性，例如饱和效应、电流-磁场非线性等，可能会导致控制误差和性能下降。

因此，在扭矩控制中需要加入补偿措施，例如使用非线性观测器或反馈线性化控制器，以提高控制精度和鲁棒性。

此外，扭矩控制法还可以结合其他控制策略，如预测控制、自适应控制和优化控制等，以进一步提高控制性能。

预测控制可以基于电机模型来预测未来的扭矩需求，并通过控制器进行实时调整，以满足系统的要求。

自适应控制利用在线辨识技术来实时更新电机参数，并根据参数变化来调整控制器的参数。

优化控制通过优化算法来寻找最优的控制策略，使系统性能最大化。

综上所述，扭矩控制法通过直接控制电机的输出扭矩来实现精确的速度和位置控制。

它的原理在于实时计算电机所需的扭矩指令，并通过合适的控制器将其转化为电流指令。

扭矩控制策略1. 引言扭矩控制策略是一种用于控制机械系统中扭矩输出的方法。

在许多机械应用中，如电动机驱动、机器人运动控制等，扭矩的精确控制是非常重要的。

扭矩控制策略可以通过调整电流、电压或其他参数来实现对扭矩输出的精确控制。

本文将介绍几种常见的扭矩控制策略，包括直接扭矩控制、间接扭矩控制和预测性扭矩控制。

我们将分析每种策略的原理、优点和缺点，并比较它们在不同应用场景下的适用性。

2. 直接扭矩控制直接扭矩控制（Direct Torque Control，DTC）是一种基于电机模型和误差反馈的方法。

它通过测量电机转子位置和速度，计算出所需的转子电流，并将其与实际电流进行比较，从而实现对扭矩输出的闭环控制。

直接扭矩控制具有以下优点： - 响应速度快：直接扭矩控制不需要传统的速度环，可以直接根据电机转子位置和速度进行控制，响应速度更快。

- 精确性高：通过精确测量电机参数和实时反馈，直接扭矩控制可以实现对扭矩输出的精确控制。

然而，直接扭矩控制也存在一些缺点： - 复杂性高：直接扭矩控制需要准确建立电机模型，并且需要对多个参数进行精确测量。

这增加了系统设计和调试的复杂性。

- 高频噪声：由于直接扭矩控制的工作原理，它可能会在高频段产生噪声。

这可能会对系统稳定性和可靠性造成一定影响。

3. 间接扭矩控制间接扭矩控制（Indirect Torque Control，ITC）是一种基于电流和转子位置反馈的方法。

它通过测量电机相电流和转子位置，计算出所需的转子电流，并将其与实际电流进行比较，从而实现对扭矩输出的闭环控制。

间接扭矩控制具有以下优点： - 稳定性好：间接扭矩控制基于电流和转子位置反馈，可以提供较好的稳定性和鲁棒性。

- 系统设计简单：相对于直接扭矩控制，间接扭矩控制的系统设计相对简单，不需要准确建立电机模型。

然而，间接扭矩控制也存在一些缺点： - 响应速度较慢：由于间接扭矩控制需要通过测量电流和转子位置来计算所需的转子电流，响应速度相对较慢。

发动机电喷系统控制策略发动机电喷系统控制策略是指通过对发动机喷油、点火、进气和排放等参数进行控制，以达到提高燃烧效率、降低排放、保证发动机稳定运行的目的。

下面将从电喷系统的基本原理、控制策略以及相关技术发展等方面进行阐述。

电喷系统是一种现代化的发动机燃油供给系统，它通过电子控制单元（ECU）对各个喷油嘴进行精确的控制，实现精确的燃油喷射。

其基本原理是通过测量和分析发动机工况、车速、负荷和环境温度等数据，然后根据预先设定的燃油喷射曲线，将适量的燃油喷射到气缸内，以满足发动机所需的燃油量。

在控制策略方面，发动机电喷系统主要是基于以下几个主要参数进行控制：1.扭矩和负荷控制：根据发动机负荷大小和旋转矩阵的变化，控制ECU输出的燃油量和喷油时间，以保证发动机正常运行。

2.点火时机控制：根据发动机的工作特性和当前工况，控制点火时机的提前或延后，以优化燃烧效率，减少排放。

3.空燃比控制：根据发动机工况和氧气传感器的反馈信号，控制燃油和空气的混合比，使其接近理论空燃比，从而提高燃烧效率。

4.发动机启动和预热控制：根据发动机启动的工作特性和环境温度，控制燃油喷射和点火时机，以尽快使发动机达到正常工作状态。

此外，在技术发展方面，发动机电喷系统的控制策略也在不断更新和优化。

例如，采用了闭环控制技术，通过氧气传感器等传感器的反馈信号，实现对燃油喷射、点火时机等参数的实时调整，以更好地适应不同的工况和环境条件。

同时，也引入了智能控制算法，通过对大量的数据进行分析和学习，使控制策略更加精确和自适应。

总之，发动机电喷系统控制策略的优化和发展是提高发动机性能、降低排放和提高燃油经济性的关键。

通过不断引入新的控制策略和技术手段，可以实现对发动机各个参数的精确控制，使发动机在不同工况下都能获得最佳的工作状态。

阐述基于扭矩的急加速降档控制策略1、引言换档过程控制是双离合器自动变速器（Duel Clutch Transmission，DCT）的控制重点之一。

为了提高换档品质，必须在换档过程中精确控制两个离合器的动作。

根据DCT的结构，对于急加速降档时，离合器的控制更为复杂。

因此，针对DCT的急加速降档工况，本文提出了湿式双离合器的扭矩控制方法并且制定了换档控制策略。

最后将控制策略应运用实车测试中，并进行数据分析。

2、离合器的控制原理本文所研究的双离合器由两组湿式多片离合器组成，奇数离合器控制1、3、5档，偶数离合器控制2、4、6档。

当车辆在行驶过程中，双离合器进行交替工作来完成升降档。

根据扭矩平衡原理，得到离合器传递扭矩与发动机扭矩和输出轴扭矩之间的关系式为式（1）中，Te为发动机扭矩，Tl为输出轴扭矩，Tcl为奇数离合器传递扭矩，Tc2为偶数离合器传递扭矩；为发动机转角加速度，为输出轴转角加速度；J1为发动机的转动惯量，J2为输出轴转动惯量；i1为奇数输入轴上同步档位的传动比，i2为偶数输入轴上同步档位的传动比；μ1，μ2为离合器摩擦片的摩擦系数；A1，A2为离合器活塞面积；R1，R2为离合器摩擦片有效半径；Pc1，Pc2为作用在离合器摩擦片上的油压。

3、急加速降档控制算法根据DCT的机械结构，当进行急加速降档换挡时，换挡过程分为两种情况，即为降奇数档和降偶数档。

当降奇数档时，离合器只要进行一次交替；当降偶数档时，离合器需要进行两次交替。

3.1降奇数档控制算法。

考虑到换挡的平顺性和快捷性，降奇数档换挡过程分为5个阶段，如图1所示，以五档降二档为例。

a.t0-t1-t2阶段：在该阶段，由于油门开度增加，发动机的转速会随着增加，动态扭矩增加，使得奇数离合器传递扭矩有所下降，此时偶数离合器还处于打开状态，奇数离合器传递发动机扭矩。

当偶数输入轴同步二档之后，偶数离合器开始预充到达Touchpoint点所传递的扭矩。

发动机的动态特性与控制发动机作为现代工业的基石，其动态特性和控制技术的研究对于提高发动机的性能、燃油经济性以及降低排放具有重要意义。

本文将从发动机的动态特性和控制策略两方面进行深入探讨。

一、发动机的动态特性发动机的动态特性是指发动机在运行过程中，各种参数随时间变化的规律。

这些参数包括发动机的转速、扭矩、功率、燃油消耗率、排放等。

发动机的动态特性受到许多因素的影响，如燃烧过程、供油系统、进气系统、排气系统等。

1. 燃烧过程燃烧过程是发动机工作循环中最重要的环节，它的好坏直接影响到发动机的性能。

燃烧过程的动态特性主要包括燃烧速度、燃烧效率和燃烧稳定性。

（1）燃烧速度燃烧速度是指燃料在发动机内燃烧的速度。

燃烧速度快，可以提高发动机的功率和燃油经济性，但过快的燃烧速度会导致发动机的爆震，降低发动机的寿命。

（2）燃烧效率燃烧效率是指燃料在发动机内燃烧所能转化为有效功的比例。

提高燃烧效率可以降低燃油消耗率，减少排放。

（3）燃烧稳定性燃烧稳定性是指发动机在长期运行过程中，燃烧过程的稳定性。

燃烧稳定性好，可以降低发动机的故障率，提高发动机的寿命。

2. 供油系统供油系统的动态特性主要体现在燃油喷射的压力、流量和喷射时刻等方面。

燃油喷射的压力和流量直接影响到燃料的燃烧速度和燃烧效率，喷射时刻的调整可以改变发动机的工作相位，从而影响发动机的性能。

3. 进气系统进气系统的动态特性主要体现在进气道的流动特性、进气门的开度、进气流量和进气压力等方面。

进气流量和进气压力的变化直接影响到发动机的充气效率，进而影响发动机的性能。

4. 排气系统排气系统的动态特性主要体现在排气道的流动特性、排气门的开度、排气流量和排气压力等方面。

排气流量和排气压力的变化会影响发动机的排放性能。

二、发动机的控制策略发动机的控制策略是指通过电子控制单元（ECU）对发动机的各种参数进行实时控制，以达到提高发动机性能、燃油经济性和降低排放的目的。

1. 空燃比控制空燃比控制是发动机控制策略中最基本也是最重要的部分。

高压共轨柴油机ECU解决方案摘要：基于RapidECU的高压共轨柴油机ECU快速开发解决方案，用户可以在数周内完成高压共轨柴油机ECU原型样机开发，实现发动机起动、怠速、加减速等基本工况，在数月内完成批量产品样件开发，实现中小批量装车，为高压共轨柴油机ECU大批量产业化打下良好基础。

概述高压共轨柴油喷射系统能够实现对燃油喷射压力、喷油脉宽、喷油正时等的灵活控制，是电控柴油机满足国Ⅳ及以上排放标准的首选燃油系统，同时，高压共轨柴油机还具备显著的燃油经济性与强劲的动力性。

电控单元ECU、高压油轨、高压泵、喷油器是共轨系统的四大核心部件，其中ECU采集传感器信息，经过运算处理后，控制执行器动作，实现发动机的运行控制、故障诊断等功能，被称为发动机的大脑。

ECU主要包括控制器硬件和控制器软件，其中的控制器软件又包括基础软件与应用软件。

由于高压共轨系统的高度复杂性，无论是控制器硬件开发，还是基础软件或者应用软件开发都需要花费大量的时间、精力以及昂贵的费用。

如果没有合适的开发工具，ECU的研发和产业化几乎成了难以完成的任务。

使用RapidECU快速原型控制器可以在没有控制器硬件的情况下，提前进行控制算法的开发与验证，尤其适合于高压共轨等复杂系统ECU的开发研究，快速原型的试验结果还可以为产品硬件设计提供参考。

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开发流程开发流程符合国际标准的V型开发模式，基于MATLAB\Simulink\Stateflow\ECUCoder图形化建模方式建立软件工程，完全零手工的一键式全自动代码生成，可以同时完成应用软件和基础软件模型自动代码生成，在开发过程中随时保持模型和代码的同步状态。

通过下载到高性能的产品级控制器硬件平台完成实时环境下的测试和验证，使开发和产品化在统一的平台下实现，提供集成式的完整工具链组合，支持用户在ECU生命周期内的开发、测试、标定、验证、生产和售后等全部流程。

基于超大扭矩双动力输入的齿轮箱变频电机同步控制摘要：随着世界能源需求的增长，风力发电在世界能源结构中所占的比例越来越大。

风电机组需要大量的齿轮箱作为传动系统，由于风机工作环境恶劣，需要将风动力转化为机械能来驱动风机转动。

同时，随着风电机组功率不断增大，系统的输出扭矩也在不断增大，这就对齿轮箱传动系统提出了更高的要求。

风力发电齿轮箱的输出扭矩受风力大小、安装位置和传动系统机械结构等因素的影响而呈现出较大波动。

为了提高风电机组传动系统的传动效率和稳定性，并保证风机能在各种恶劣工况下正常工作，需要对齿轮箱输出扭矩进行合理控制。

本文以某型风力发电齿轮箱为例，提出了一种基于超大扭矩双动力输入的变频电机同步控制方法，在保证系统安全、可靠、稳定运行的前提下，将变速箱输出扭矩按一定比例分配给2台电机，使电机在各自的转速范围内平稳地运行。

该方法充分利用了变速箱和电机各自的优势，并结合变频器对电机进行矢量控制，使得风电齿轮箱在低速运行时实现了平稳过渡。

仿真结果表明，该方法能有效地改善系统的稳定性和同步性。

引言风力发电机组传动系统的同步控制对风电机组的稳定性和经济性具有重要影响。

双动力输入系统（Double Power Input, DPI）齿轮箱能实现双电机同步，并在一定程度上保证机组的稳定性。

但是， DPI齿轮箱由于多个电机同步运行，电机间存在较大的相互干扰，导致同步精度不高。

为了解决这个问题，本文提出了一种基于超大扭矩双动力输入的齿轮箱变频电机同步控制方法，并通过仿真和试验验证了该方法的有效性。

结果表明：所提出的控制方法能实现 DPI齿轮箱电机的精确同步控制，提高了机组的稳定性和经济性。

风力发电机组传动系统的同步控制是保证机组稳定性和经济性的重要因素，目前采用的控制方法有很多种，如传统的 PI控制、无差拍控制等。

其中，在传统的 PI控制方法中，根据需要改变 PI参数能有效提高系统的响应速度，但会引起系统振荡和参数不稳定。

10.16638/ki.1671-7988.2017.14.047基于扭矩的发动机怠速控制研究林思聪，李钰怀，张安伟，刘巨江（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434）摘要：文章分析了EMS基于扭矩的控制策略，将传统PID控制方法与基于扭矩的控制策略相结合，并在一台B 级车上进行试验研究，试验结果表明所研究的怠速控制策略能取得良好的控制效果。

关键词：怠速；扭矩模型；PID；闭环控制中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)14-134-04Reserch on Idle Control Base on TorqueLin Sicong, Li Yuhuai, Zhang Anwei, Liu Jujiang（GAC Engineering, GuangDong GuangZhou 511434）Abstrace: In this paper, the EMS torque based control strategy is presented, the traditional PID control method combines with the torque based control strategy, it was found from the test on a B class vehicle that the idle control strategy which was researched in this paper can reach good control effect.Keywords: idle; torque model; PID; closed loop controlCLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-134-04前言怠速工况是发动机在对外不做功的情况下，以最低稳定转速运行的状态。

一、现有方案分析
目前增程器转速控制共有两种方案：
方案一：发电机恒转速，发动机恒扭矩。

该控制方案的好处是系统转速响应快且抗干扰性强，但是电流变化大，对电池不友好。

方案二：发电机恒扭矩，发动机恒转速。

该方案的优点是电流恒定，对电池友好，但是发动机扭矩响应慢，特别是涡轮增压发动机。

其结果是会导致系统转速响应慢，抗干扰性能差。

对应上诉两种方案下涡轮增压发动机扭矩控制的两种策略：
对应方案一：动力最优，废气旁通阀全关，涡轮转速最大，进气压力通过节气门单独控制，延迟少，效率低。

对应方案二：效率最优，节气门全开，进气压力通过废气旁通阀控制,效率高，但是扭矩响应慢。

二、基于电机扭矩辅助输入的转速控制
为了维持增压发动机效率最优策略，且提高系统抗干扰性能，提出基于电机扭矩辅助输入的转速控制，该控制方案结构示意图如图2：
图2 基于电机扭矩辅助输入的转速控制结构图
该方案与传统控制策略的区别在于：1)VCU发送出去的是扭矩指令；2)把控制对象当作一个双输入的系统。

2.1模型的建立
转化系统框图如下
图3 模型框图
负载扭矩补偿的改进
图4 改进前的负载扭矩补偿模型
图5 改进后的负载扭矩补偿模型
反馈控制器设计
图6 改进前的反馈控制器设计
对系统进行优化设计，过程如下
得终值定理
摩擦系数B很小，存在非期望极点
引入电机扭矩辅助控制
得到极点
最终得到改进后的设计，如下图
图7 改进后的反馈控制器设计。