cho động cơ xăng và hướng nghiên cứu của luận án
Thông qua việc giới thiệu và đánh giá về các cơng trình đã nghiên cứu về điều khiển tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ xăng, đưa ra các phương pháp giải bài toán giảm nhiên liệu, mỗi phương pháp điều khiển có ưu nhược điểm riêng Mặc dù đã đạt được những kết quả đáng kể cả trong lý thuyết và ứng dụng thực tiễn, song điều khiển tiết kiệm nhiên liệu bằng việc điều khiển mơ-men của động cơ xăng vẫn cịn một số vấn đề tồn tại, cần được tiếp tục nghiên cứu hồn thiện đó là:
- Giảm thời gian tính tốn thử nghiệm, nâng cao độ chính xác trong việc xác định các thơng số, tham số điều khiển mơ hình động cơ xăng Các mơ hình trong các cơng trình nghiên cứu đã cơng bố tuy đã tính đến tính phi tuyến nhưng cần rất
nhiều thời gian cho việc xác định các thông số của đối tượng như: nhiều phép thử, nhiều thiết bị thử nghiệm,… để tìm ra mối liên hệ giữa các thành phần điều khiển khác trong cùng một hệ thống như: tỷ lệ hịa khí nhiên liệu – góc đánh lửa – góc mở bướm ga – tốc độ của động cơ – logic chuyển cấp tốc độ với mô-men của động cơ xăng
- Trong thực tế khi các động cơ xăng hoạt động trong thời gian dài, thường xuất hiện hiện tượng lão hóa do sự chuyển động của các chi tiết cơ khí, do giãn nở vì nhiệt, do chất lượng của nhiên liệu, chất lượng của chất bôi trơn, mô chất làm mát, làm cho các thông số của động cơ bị thay đổi, nên các tham số của mơ hình tốn cũng thay đổi theo Nếu sử dụng các phương pháp thơng thường như tuyến tính hóa mơ hình, hoặc ước lượng mơ hình bằng phương pháp nhận dạng từ quá trình thử nghiệm đo đạc các số liệu động cơ trên băng thử thì dẫn tới hiện tượng tham số mơ hình tốn của động cơ có thể đúng vào lúc thử nghiệm, nhưng khi hoạt động các tham số mơ hình tốn động cơ bị sai khác Vì vậy, cần đưa ra một
phương pháp mới để vừa điều khiển và vừa có thể cập nhật lại các tham số mơ hình tốn của động cơ xăng tại thời điểm điều khiển, từ đó nâng cao chất lượng của hệ điều khiển, đáp ứng được những đặc tính động học, bám chính xác giá trị đặt
Do đó, cần tìm ra thuật tốn mới để đơn giản hóa việc giải các bài toán điều khiển hiện đại nhằm cải thiện thời gian tính tốn và nâng cao độ chính xác, tính ổn định, mở rộng khả năng thích nghi khi động cơ xăng hoạt động trong thời gian dài
Hướng nghiên cứu của luận án
Dựa trên các phân tích và nghiên cứu của các bài báo, các cơng trình đã cơng bố trong và ngồi nước, đặc biệt là dựa vào các tài liệu [59], [60], [61], [62], [70], [71] tác giả đánh giá: trong điều khiển động cơ xăng người ta bắt buộc phải xây dựng được mơ hình tốn chi tiết của các thành phần bên trong động cơ xăng, các tác giả xây dựng mơ hình tốn và lựa chọn phương pháp điều khiển tùy theo mục tiêu điều khiển cho thành phần đó
Với mục tiêu quản lý mơ-men trong hình 1 1, trong nghiên cứu này tác giả áp dụng điều khiển động cơ xăng trên xe ô tô hoạt động trong chế độ điều khiển hành trình (Cruise Control ) chạy trên đường thẳng Trong chế độ điều khiển hành trình, vận tốc của xe được đặt trước là khơng đổi, do đó tốc độ của động cơ xăng truyền động đến bánh sau chủ động của xe ô tô là không đổi Khi xe hoạt động chế độ hành trình, các mơ-men cản được cân bằng với mô-men kéo sinh ra từ động cơ hay nói cách khác mơ-men của động cơ xăng bám theo các mô-men cản tác động vào xe như: mô-men cản cơ giới, cản lên dốc xuống dốc, cản gió, cản ma sát, cản quán tính khi gia tốc,…
Mục tiêu điều khiển ổn định tốc độ và bám mô-men cản tác động lên trục của động cơ xăng là một cách tiếp cận khác chứng minh hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu là giải pháp tối ưu khi có mơ-men cản lớn và sự thay đổi mô-men cản nhanh khi xe hoạt động trên đường Có nhiều thuật tốn khác nhau điều khiển mô-men cho động cơ xăng, song việc áp dụng điều khiển hiện đại như LQIT, SMC, MPC, IMC là hướng nghiên cứu mới Việc áp dụng lý thuyết điều khiển hiện đại để điều khiển ổn định tốc độ và bám mô-men cản tác động vào trục động cơ xăng, thông thường các tác giả sử dụng mơ hình tốn phi tuyến của động cơ xăng, tiếp theo áp dụng phương pháp tuyến tính hóa mơ hình, từ đó tính tốn bộ điều khiển cho đối tượng Trong nội dung của luận án này, tác giả đề xuất phương pháp mới sử dụng thuật toán nhận dạng trực tuyến từ đối tượng phi tuyến là động cơ xăng, sử dụng mơ hình tốn đã nhận dạng áp dụng lý thuyết điều khiển hiện đại LQIT, tính tốn trực tuyến bộ điều khiển cho đối tượng và hướng nghiên cứu của luận án là:
Nghiên cứu điều khiển tối ưu ổn định tốc độ, bám mô-men cho động cơ xăng để giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ Trong nghiên cứu áp dụng thuật toán mới để xây dựng điều khiển LQIT tự chỉnh, bộ điều khiển này là sự kết hợp thuật toán nhận dạng liên tục trực tuyến từ đối tượng điều khiển với phương pháp điều khiển hiện đại nhằm điều khiển ổn định tốc độ, mô-men của động cơ xăng bám theo mô-men cản để giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu