随着国家对环境保护的日益重视以及汽车工业的飞速发展,汽车发动机尾气排放问题得到了国家主管部门、科研机构、高校以及生产厂家的关注。发动机性能优化、排放控制及电控系统的开发与研究成为业界研究热点。 增压发动机动态排放研究通常采用试验法和模拟法,但受试验设备的制约以及数学机理建模考虑因素较多的影响,本文采用了稳态排放试验与动态性能模拟相结合的方法。根据稳态试验建立排放值与发动机运转参数的非线性映射关系,由发动机动态模型计算得到的运转参数和上述非线性映射关系求得动态工况下的排放值。 本文以MATLAB/Simulink软件为开发平台,建立增压发动机动态排放预测模型。首先,根据平均值模型理论建立增压发动机的准线性动态模型。其次,在Simulink环境下搭建某型涡轮增压柴油机模型,完成动态工况下对发动机运转参数的模拟计算。然后,根据该型发动机的稳态排放试验数据,利用MATLAB提供的神经网络工具箱建立发动机动态排放模型,得到排放值与发动机运转参数之间的非线性映射关系,并对模型的学习能力和泛化能力进行验证,针对十五工况法的试验规范得到模型的仿真结果。最后,在MATLAB RTW环境的实时仿真和开发平台xPC下完成对所建模型的实时仿真。 本文实现了增压发动机动态排放的建模与仿真,尽管其中存在一些值得进一步探讨的问题,但重要的是提出和实践了一种较为先进的基于MATLAB/Simulink统一开发环境的设计思想,可为后续的研究提供参考。同时利用了MATLAB的xPC Target工具箱,在该实时仿真和开发平台上完成被控对象的实时仿真,为发动机电子控制单元的硬件在环仿真提供了基础。这必然会对发动机电控技术的发展起到重要作用。