Digitale kurbelwinkelsynchrone Modellbildung und Drehschwingungsdämpfung eines Dieselmotors mit Last:
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Düsseldorf
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1995
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| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 12]
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| adam_text | Titel: Digitale kurbelwinkelsynchrone Modellbildung und Drehschwingungsdämpfung eines Dieselmotors mit Las
Autor: Schmidt, Christoph
Jahr: 1995
- V - Digitale kurbelwinkelsynchrone Modellbildung und Drehschwingungsdämpfung eines Dieselmotors mit Last 1 Einleitung i U Stand der Technik 4 1.1. ] Stellgliedregelungen 6 1.1.2 Regelungen und Steuerungen im Motormanagement 6 1.1.3 Motorregelung in der Forschung 8 1 2 Regelung des Motors im Antriebsstrang 9 1.3 Motormanagement mit selbsteinsteUender dyhamischer Regelung 10 1.3.1 Selbsteinstellende Regelung 10 1.3.2 Unterlagerte dynamische Rückführung zur Dampfung von Schwingungen 11 1.4 Vorteile einer kurbelwinkelsynchronen Regelung 13 1.5 Zusammenfassung ló 2 Grundlagen winkelsynchioner Prozeömodelle und Signalverarbeitung 17 2J Laplace- und z-Transformation für winkelsynchrone Signale 17 2.1.1 Transformation kontinuierlicher Signale 17 2.1.2 Transformation diskreter Signale 19 2L2 Diskretes ModeU eines linearen zeitinvarianten Systems bá variabler Abtastzeit 20 2.2.1 Anforderungen an den Prozeß und die Signal Verarbeitung 21 2.2.2 Vektordifferenzengleichung als Einschrittvorhersage 21 2.2.3 Die abtastzeitvariante Vektordifferenzengleichung zur Realisierung des diskreten Modells 24 2.2.4 Echtzeitfähige Realisierung abtastzeitvarianter diskreter Modelle 25 2.2.5 Parameter des abtastzeitvarianten Modells 29 2.2. Ó Modell eines rein differenzierenden Prozesses 31 2.3 Kurbelwinkelsysnchrone Prozeßmodelle 32 2.3.1 Lineare winkelsynchrone Modelle 32 2.3.2 Winkelkontinuierliches Modell eines zeitinvarianten linearen dynamischen Prozesses 33 2.3.3 Winkeldiskretes Modell eines zeitinvarianten linearen dynamischen Prozesses 34 2.4 Prinzipielle Modellierungsfehler abtastzeitvarianter Differenzengleichungen 36 2.5 Verarbeitung abtastzeitvarianter Signale 37 2.5.1 Zeitinvariante Filterung mit abtstzeitvarianten diskreten Meßdaten 38 2.5.2 Winkelinvariante Verarbeitung winkelsynchroner Signale 39 26 Zusammenfassung 40
- VI - 3 Kontinuierliche Modellbildung des Dieselmotors mit Last 4i 33 Aufteilung des Gesamtsystems in Tailmodelle 42 3 2 Der Saugmotor 45 3.2.1 Modellbüdung 45 3.2.2 Simulation bei fester Motordrehzahl 49 3.2.3 Motormoment bei Sprunganregung 52 3.3 Motor mit Turbolader 55 3.3.1 Verifikation der Turbomotorsimulation 62 3.4 Fahrzeug als Last 64 3.5 Einspritsanlage 64 3.6 Zusammenfassung 65 4 Winkeldiskrete Modelle für Diesel- und Turbodieselmotor 67 43 Saugmotor 67 4.1.1 Modell eines Zylinders 67 4.1.2 Modelle für Mehrzylindermotoren TO 4.1.3 Wahl des Abtastwinkels T2 4.1.4 Winkeldiskrete Motorsimulation 73 4.1.5 Bestimmung der Parameterl elder 75 42 Turbomotor 80 43 Reduziertes Lastmodell 81 44 Simulation des Gesamtsystems 83 45 SteUgliedmodell und stark reduziertes Saugmotormodell 85 4.5.1 Kompensation der statischen Nichtlinearität 85 4.5.2 Reduziertes Saugmotormodell 36 46 Zusammenfassung 90 5 Parameteridentifikation an Systemen mit variabler Abtastzeit 91 53 Eingesetzte Parameterschätzverfahren 92 5.1.1 Methode der kleinsten Quadrate 92 5.1.2 Parameterschätzung nach der Methode der direkten Tnangularisierung 93 5.1.3 Rekursive Methode der direkten Tnangularisierung CRDTG) 95 52 Parameteridentifikation winkelsynchroner Prozefimodelle 96 5.2.1 Identifikation winkeldiskreter Porzeßmodelle 97 5.2.2 Identifikation winkelkontinuierlicher Prozeßmodelle 97 5.2.3 Identifikation des mittleren inneren Motormomentes 99
- VII - 5.3 Parameteridentifikation abtastzeitvarianter ProzaBmodell 100 5.3.1 Parameterschätzung einer kontinuierliche Differentialgleichung bei variabler Abtastzeit 100 5.3.2 Anforderungen an Signaldynamik und korrespondierende Abtastzeit 103 5.3.3 Identifikation linearer abtastzeitvarianter Prozeßmodelle 104 5.3.4 Datenreduktion zur Verbesserung der Identifikation 106 5.3.5 Abtastzeitvariante diskrete Zustandvariablenfilter 107 5.3.6 Zustandsvariablenfilter mit Polynomapproximation 109 5.3.7 Abtastzeitvariante Parameterschätzung mit Zustandsvariablenfiltern 112 5.3.8 Auswahl des verwendeten Schätzverfahrens 113 5.4 Identifikation der Ladedruckdynamik eines Turbomotor 114 5.5 Zusammenfassung 117 6 Reglet bei variabler Abtastung na 6J Abtastzeitvariante Zustandsrückführung 118 62 Abtasterntvariante paramataroptinuerte Regler 121 6.2.1 Auslegung der abtastzeitvarianten-parameteroptimierten Regler 122 I Aktive Antriebsstrangschwingungsdämpfung 125 7J Modellbildung des Antriebstrangs 125 7.1.1 Modellaufteilung 128 12 Struktur der aktiven Antriebsstrangschwingungsdämpfung 130 7.2.1 Auswahl des Bandpaßfilters 132 7.2.2 Online Drehmomentrekonstruktion für den Saugdieselmotor 133 7.2.3 Online Drehmomentrekonstruktion für den Turbodieselmotor 135 7.3 AASD als zeitsynchrones System 135 7.3.1 Zeitdiskrete Identifikation des Prozeßmodells 136 7.3.2 Zeitkontinuierliche Parameterschätzung 138 7.3.3 Rückführungsentwurf einer zeitdiskreten Rückführung 139 7.3.4 Applikation der Rückführung am Prozeß 143 7.4 AASD als winkelsysnchrones System 146 7.4.1 Abtastzeitvariante Identifikation des Systems 147 7.4.2 Rückführungsentwurf für die winkelsynchrone AASD 150 7.4.3 Applikation der winkelsynchronen AASD am Prüfstand 152 7.5 Vergleich von zeit- und winkelsysnchroner AASD Rückführung 152 7.5.1 Einsatz der AASD in einem Fahrzyklus 154 7.6 Zusammenfassung 156 8 Zusammenfassung 157 Schrifttum 159
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