طراحي روش LQIG‌ براي كنترل دريچه هدر يك موتور ديزل توربوشارژ براي افزايش توان خروجي موتور با استفاده از نتايج تجربي آزمايشگاه اتاق تست موتور

Designing of LQIG method for controlling the wastegate of a turbocharged diesel engine to increase engine output power using experimental results of engine test chamber laboratory

در اين مقاله ابتدا با استفاده از مجموعه تست­ هاي صورت گرفته روي يك موتور ديزل توربوشارژ در اتاق تست موتور، يك مدل دقيق غيرخطي براي آن بدست آمده و حول چند نقطه­ ي كار خطي شده است. سپس، براي مدل خطي شده در تمام نقاط كار يك كنترل‌كننده­ ي گوسي انتگرالي مرتبه دوم خطي (LQIG) كه پارامترهاي آن تابعي از سرعت موتور مي باشد، طراحي و شبيه سازي شده است. در روش ارائه شده، مي‌توان با كنترل دريچه هدر، ميزان بوست توليدي توسط توربوشارژر را در تمام دورهاي موتور (بخصوص دورهاي پايين و مياني) با دقت و سرعت بالايي كنترل نموده و در نتيجه توان و گشتاور توليدي موتور را در اين دورها بهبود بخشيد. سيستم حلقه بسته در برابر نويز و عدم قطعيت مدل، شبيه سازي و ارزيابي گرديد. نتايج ارزيابي نشان داد كه اين كنترل‌كننده در مقايسه با كنترل‌كننده­ هاي‌ PID و LQR عملكرد بهتري داشته و در برابر عدم قطعيت در مدلسازي و نويز مقاومت بالاتري دارد.

In this paper, first, using a test set on a turbocharged diesel engine in the engine test room, a nonlinear model is obtained and it is linearized around several operation points. Then, for the linear models, a linear quadratic integral Gaussian controller (LQIG) with variable parameters as function of engine speed is designed and simulated. In the proposed method, by controlling the wastegate, the boost produced by the turbocharger can be controlled at all engine speeds (especially the lower and middle speeds) with high performance response, thereby improving the output power and engine torque in all speeds. The closed loop control system is simulated and evaluated in the presence of noise and model uncertainty. The simulation results show the better performance and higher robustness in comparison with PID and LQR controllers.