توسعه کنترل کننده ترکیبی فازی PID مدل پایه برای کنترل دور موتور احتراق داخلی در ناحیه دور آرام

نویسندگان

چکیده

در این مقاله کنترل کننده ترکیبی فازی PID برای کنترل دور موتور احتراق داخلی خودرو در شرایط دور آرام با هدف دستیابی به عملکرد مناسب موتور و کاهش مصرف سوخت و آلایندگی ارائه شده است. برای استفاده از رویکرد کنترل مبتنی بر مدل ابتدا مدل پارامتری موتور در شرایط دور آرام توسعه داده شده است. این مدل سیگنال فرمان دریچه هوای کنارگذر و زاویه جرقه را به عنوان ورودی از واحد الکترونیکی خودرو دریافت کرده و دور موتور متناظر با آن را محاسبه می کند. ارزیابی رفتار مدل با استفاده از داده های موتور بنزینی XU7-1761cc انجام شده است. میانگین خطای مدل توسعه یافته 2.33% و حداکثر خطای آن 8% است. کنترل دور آرام موتور توسط دو کنترل کننده فازی و فازی تناسبی انتگرالی مشتقی انجام می شود. دو خروجی اصلی کنترلی زاویه جرقه و میزان بازشدگی دریچه هوای کنارگذر می باشند. کنترل دور تحت اعمال بارهای بر هم زننده خارجی از جمله سامانه خنک کننده، فرمان و دینام مورد شبیه سازی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که کنترل کننده طراحی شده عملکرد مناسب و مقاومی در مقابل بارهای خارجی دارد و به کاهش مصرف سوخت در شرایط دور آرام به میزان 14.4% نسبت به کنترل کننده فیدبک فیدفوروارد پیاده سازی شده در واحد کنترل الکترونیکی خودرو منجر می گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of a model based combined Fuzzy-PID controller for idle speed control of internal combustion engine

نویسندگان [English]

  • Sasan Banarezaie
  • Majid Shalchian
چکیده [English]

In this paper a combined fuzzy-PID controller for idle speed control of internal combustion engine has been developed. The main purpose of this controller is appropriate engine operating under normal and transient loads and reduction of emission and fuel consumption. Using the approach of model based controller design, first, an engine model for the idle state has been developed. In this model idle air valve command and ignition angle are used as inputs and engine speed has been calculated as output. In order to evaluate the behavior of the model, XU7-1761cc gasoline engine data has been used within the idle state. Average error for developed model is 2.33% and maximum error is 8%. Speed control is performed by two new Fuzzy and Fuzzy-PID controllers. Ignition angle and idle air valve opening rate are two outputs of the controlled transient conditions under applying external load such as air condition, power steering and alternator have been simulated. Simulation results show that designed controller has stable and acceptable behavior under transient load condition and reduces fuel consumption up to 14.4% compared to the feedback-feedforward controller implemented in electronic control unit of the vehicle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Internal combustion engine
  • engine model
  • idle speed control
  • Fuzzy Controller
  • PID Controller