涡轮增压柴油机非线性MIMO系统的自适应滑模控制



涡轮增压柴油机非线性MIMO系统的自适应滑模控制

提出一种基于非线性多输入多输出（MIMO）系统的自适应滑模控制（ASMC）。为了降低系统抖振现象，同时保持其跟踪性能，采用自适应PD控制取代不连续的典型滑模控制，采用鲁棒控制降低PD控制对估计误差产生的影响。采用Lyapunov稳定性分析推导出所有参数、自适应控制律以及鲁棒控制项。这种ASMC保证跟踪误差收敛到零，闭环系统的所有信号都有界。将该方法应用于涡轮增压柴油机，仿真结果表明该方法有效可行。

开发了多种方法处理非线性系统。鲁棒控制理论是众多控制方法之一，其可处理非线性系统、外部干扰和参数扰动，以达到理想性能。近年来，鲁棒自适应控制被广泛研究，其中滑模控制最受研究者青睐。然而，滑模控制最大的缺点是存在抖振现象。消除抖振方法很多，如边界层法，该方法适用于低干扰；渐近观测器法，其观测器的应用假设未建模动态完全未知；高阶滑模控制法，该方法计算复杂。采用自适应比例积分控制器也可以消除抖振，但只适合于单输入单输出。

将滑模控制应用于高度非线性系统的涡轮增压柴油机。采用Lyapunov控制方法处理可变几何涡轮增压器、废气歧管压力、新鲜空气流量调节，该控制方法处理系统参数的不确定性和非线性。提出了一种控制柴油机空气路径的方案。控制设计基于滑模控制，在简化的扬科维奇涡轮增压柴油机上进行试验。开发自适应滑模控制器应用于涡轮增压柴油机，以减小系统的抖振现象。介绍了滑模控制与整体联动用连续函数取代不连续的函数。

S. Larguech et al. 2014 22nd Mediterranean Conference on Control and Automation (MED) University of Palermo,Italy- June 16-19,2014.

编译：王亮