автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизированная оценка адаптивной системы управления транспортным дизелем и повышение её точности и быстродействия

На правах руксшиср

Третьяков Александр Александрович

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОЦЕНКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСТПОРТНЫМ ДИЗЕЛЕМ И ПОВЫШЕНИЕ ЕЁ ТОЧНОСТИ И БЫСТРОДЕЙСТВИЯ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 8 АПР 2011

Рыбинск-2011

4844603

Работа выполнена в ГОУ ВПО ском университете». Научный руководитель

«Ярославском государственном техниче-

доюгор технических наук, профессор Хрящёв Юрий Евгеньевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Юдин Виктор Васильевич

кандидат технических наук Олисевич Олег Вячеславович

Ведущая организация

ОАО «НЗТА» г. Ногинск, Московская обл.

Защита состоится « 4 » мая 2011 г. в 12°°часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.04 в ГОУВПО Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославская область, ул. Пушкина, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева

Автореферат разослан « 1 » апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кошохов Б.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время ведущими автомобильными державами: США, Японией, Германией и другими европейскими странами, в том числе и Россией, продолжается неуклонное совершенствование автомобильной техники с целью достижения новых потребительских качеств: улучшение управляемости, эргономичности, увеличение топливной экономичности, уменьшение вредных выбросов в атмосферу, повышение безопасности, комфортабельности, уровня шума, вибраций, и др., которые в совокупности определяют конкурентоспособность автомобиля на рынке.

Технические требования к современным транспортным дизелям сведены в программу, разработанную по заданию Министра промышленности, науки и технологий Российской Федерации «Развитие отечественного автомобильного дизелестроения на период до 2010 года», основные положения которой вошли в «Концепцию развития автомобильной промышленности России».

Дальнейшее совершенствование автомобиля предполагает, в первую оче- -редь, совершенствование двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в особенности дизельного двигателя, применяется практически на всех видах транспортных , средств. В сравнении с бензиновыми и газовыми ДВС дизельный двигатель является более экономичным, максимальный эффективный КПД современных бензиновых двигателей составляет 32-34 % (а в условиях эксплуатации примерно 23 %), а дизельных двигателей до 45 %. В условиях эксплуатации их топливная экономичность выше на 20-25 % по сравнению с бензиновыми ДВС.

Для дизельного двигателя характерна работа при изменении в широком диапазоне нагрузочного, скоростного и теплового режимов работы. Уменьшению вредных выбросов, путевого расхода топлива, шума и вибрации способствует такое управление дизельным двигателем, которое обеспечивает наиболее качественные переходные процессы на всех нагрузочно-скоростных режимах.

Таким образом, при разработке современных систем автоматического управления (САУ) дизельных двигателей можно выделить две основные задачи. Во-первых, управление работой дизельного двигателя на требуемых нагрузочно-скоростных режимах с наибольшей эффективностью. Во-вторых, - это обеспечение жестких требований по выбросам в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами при высоких энергетических и экономических показателях, что так же невозможно без применения САУ с современной базой алгоритмов управления. Требуемые алгоритмы управления могут быть реализованы только с помощью электронных систем управления (ЭСУ).

Упомянутые выше задачи решаются совершенствованием существующих или созданием новых алгоритмов управления, формирования нагрузочно-скоростных характеристик, позволяющих реализовать оптимальные режимы движения автотранспортного средства (АТС) в различных дорожных условиях.

Обе задачи могут быть успешно решены только при условиях, позволяющих измерять и регулировать необходимые переменные параметры. Основное содержание процесса управления в ЭСУ заключается в пошаговом формировании управляющих воздействий в соответствии с заранее разработанными алгоритмами. Общие алгоритмы работы ЭСУ можно представить в виде совокупности локальных алгоритмов, являющихся основой для построения дискретной САУ и разработки ее прикладного программного обеспечения (ПО).

Объектом исследования является транспортный дизель, структуры и алгоритмы работы его САУ.

Совершенствование САУ позволяет значительно улучшать и оптимизировать характеристики дизельного двигателя и позволяет применить адаптивное управление им. Таким образом, предметом исследования является синтез адаптивной САУ дизельным двигателем и алгоритмы управления частотой вращения. Оптимизация управления дизельным двигателем затруднена как вследствие отсутствия практической возможности подробного математического описания процессов, протекающих в двигателе при различных условиях и режимах работы, так и вследствие многомерности, многопараметричности, нелинейности, неопределенности характеристик двигателя и импульсного характера работы двигателя. Заранее предвидимы и отклонения внешних условий работы двигателя. Достижение в этих условиях результатов, близких к оптимальным, представляется возможным с помощью адаптивных методов управления.

Целью работы является повышение точности и быстродействия регулирования частоты вращения путем совершенствования САУ дизельного двигателя, и обеспечение автоматического контроля заданного качества ЭСУ и топливной аппаратуры.

Цель работы определила круг задач:

• реализовать алгоритм управления частотой вращения дизельного двигателя и положением исполнительного механизма, позволяющий обеспечить высокое быстродействие системы управления при требуемом качестве переходного процесса по частоте вращения дизельного двигателя и положению исполнительного механизма;

• разработать методику автоматической оценки показателей качества переходного процесса дизельного двигателя с дальнейшим автоматическим изменением настроек регуляторов;

• разработать математическое описание дизельного двигателя как объекта управления на основе аналитических зависимостей, проверенных экспериментально, в виде, удобном для синтезирования, исследовать САУ с различными регуляторами, провести синтез САУ из выведенных передаточных функций отдельных элементов;

• разработать структуру fiizzy-регулятора, учитывающую особенности дискретной реализации, исследовать его пригодность для построения САУ и формирования необходимых характеристик дизельного двигателя;

• разработать структуру и основное программное обеспечение для реализации адаптивных алгоритмов в САУ дизельным двигателем;

• автоматизировать оценку качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям с разработкой программно-аппаратного комплекса для оценки качества топливной аппаратуры.

Методы исследования базируются на использовании системного анализа, теории автоматического управления, цифрового математического моделирования нелинейных систем, принципов искусственного интеллекта, таких как fuzzy-логика и генетические алгоритмы. Примененная здесь математическая модель дизельного двигателя с системой управления разработана на основе аналитических зависимостей, на базе материальных балансов, и уточнена экспериментально в отделе ЭСУ ИКЦ ОАО "ЯЗДА". Проведен анализ и синтез САУ дизельным двигателем, как с классическим ПИД-регулятором, так и с модифицированным, а также регулятором на fuzzy-логике. Достоверность основных результатов работы подтверждена применением данных разработок на реальных объектах исследования и совпадением результатов экспериментальных исследований опытных образцов с результатами аналитических исследований.

Научная новизна заключается в разработке адаптивного управления дизельным двигателем, реализуемого при помощи электронной системы управления на основе микроконтроллера, в том числе с использованием fuzzy-логики и генетических алгоритмов, и оптимизирующего работу дизельного двигателя в зависимости от режима его эксплуатации.

ЭСУ-1 первая отечественная система управления дизельным двигателем. Регулятор частоты вращения, реализованный в ней - это пропорционально-интегрально-дифференциальный ( ПИД-регулятор), обычные статические (ре-гуляторные) характеристики, такие как всережимные, двух-, трех- режимные, применяемые в механических РЧВ, не дают заметных преимуществ при переходе на электронное управление, тогда как за счет адаптивного управления можно улучшить качество динамики дизельного двигателя, повысить управляемость, топливную экономичность, поэтому тема автоматизированной оценки адаптивной САУ транспортным дизелем и повышения ее точности и быстродействия является актуальной.

Впервые применена методика оценки качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям и внедрен программно-аппаратный комплекс для оценки качества топливной аппаратуры.

Теоретическую ценность работы, кроме того, составляет: математическая модель дизельного двигателя, системы уравнений и структурные схемы, опре-

деляющие алгоритмы работы РЧВ в удобной для программирования форме; разработанные алгоритмы на базе fuzzy-логики и генетических алгоритмов.

Реализация результатов работы. Предложенные алгоритмы и математическая модель использованы при разработке программного обеспечения опытных образцов САУ дизельными двигателями и настройке и оценке качества топливной аппаратуры при ее изготовлении и эксплуатации.

Практическое значение работы: данная разработка была опробована в разработанной под руководством д.т.н., проф. Хрящёва Ю.Е. электронной системе управления ЭСУ-1, которая предназначена для автоматического поддержания требуемого нагрузочно-скоростного режима, обеспечения пусковой подачи топлива, устойчивой работы двигателя на холостом ходу, предохранения его от чрезмерного увеличения частоты вращения (разноса) и произвольного останова, формирования внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя и получения требуемых показателей по токсичности отработанных газов.

На защиту выносятся:

• автоматическая оценка показателей качества переходного процесса дизельного двигателя с дальнейшим автоматическим изменением настроек регуляторов;

• алгоритмы fuzzy-управления дизельным двигателем, учитывающие особенности дискретной реализации и позволяющие повысить точность и быстродействие САУ;

• автоматизированная оценка качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям с разработкой программно-аппаратного комплекса для оценки качества топливной аппаратуры.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийском научно-техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им. В.И. Крутова, МГТУ им.Н.Э. Баумана 2006, 2007, 2009, 2011г.г.; Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях"— ММТТ 2006, 2007, 2010г.г.; Международном симпозиуме «Электроника и электрооборудование транспорта. Проблемы и пути развития» в 2008 г.; на научных конференциях молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов ЯГТУ в 2006, 2007,2008,2009 г.г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 печатных работах, три из них рекомендованы ВАК.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и одного приложения. Общий объем составляет: 157 стр., две табл. и 48 рис.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования. Отмечена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первая глава посвящается вопросам анализа САУ дизельным двигателем на основе работ известных ученых в области теории автоматического управления. Проблемам исследования качества систем автоматического регулирования (САР) посвящены работы М. Толе, Н.Е. Жуковского, A.B. Михайлова, Г.Г. Калита, М.А. Айзермана, В.И. Крутова, Б.Н. Петрова, В.А. Бесекерского, В.В. Солодовникова, ЯЗ. Цыпкина, Е.П. Попова, H.H. Настенко. Современная теория САР частоты вращения АД создана благодаря работам В.И. Крутова, В.И. Толщина, A.M. Каца, И.В. Леонова, И.И. Кринецкого, Е.И. Блаженнова, В.И. Шатрова, И.Д. Долгих, М.И. Левина, Ф.И. Пинского, В.А. Маркова, Ю.Е.Хрящёва. Рассмотрен дизельный двигатель как объект автоматического управления. Большинством авторов показано, что дизельный двигатель является нелинейным, неопределенным, нестабильным объектом управления с импульсным характером работы. Проводится необходимость учета динамики дизельного двигателя. Таким образом, формулируются требования, предъявляемые к САУ дизельным двигателем в зависимости от режимов его работы. Проведен анализ современных САУ автомобильных дизелей и анализ способов регулирования частоты вращения, сформулирована цель и задачи работы.

Во второй главе представлено математическое описание дизельного двигателя как объекта управления на основе аналитических зависимостей, проверенных экспериментально, в виде удобном для синтезирования. Приведен подбор коэффициентов передаточных функций модели дизельного двигателя на основе экспериментальных данных. Модель состоит из следующих уравнений.

Основные уравнения: двигатель: T-d(p/dt + k(p = q+Q^p-Q^a(j, (1)

топливная аппаратура: k^q = x + (2)

турбокомпрессор: T dip /dt + к ю =g + Q q + Q p, (3)

впускной коллектор: выпускной коллектор:

krZ = <p+Qrp-Qcq,

Tp ■ d^x!dt1 + TKm dx/dt + k^x -'

(4)

(5)

привод: P

напряжение на электромагните:

(6)

U = k 1+Т -di/dt+T i-difdt+Q ■ (I

11 ki X L dt dt

где <р = Ао)/со0 — безразмерное изменение угловой скорости коленчатого вала; Ч-^ёц/ёца —безразмерное изменение цикловой подачи топлива; р = Ьрк/рка — безразмерное изменение давления наддува; а^ = ЛЛ^/Ао — безразмерное изменение настройки потребителя (нагрузки двигателя); % = АА/А,, — безразмерное изменение положения органа управления топливной аппаратуры; <Рк=Аак/шк0 — безразмерное изменение угловой скорости ротора турбокомпрессора; — безразмерное изменение давления газа перед турбиной. Изменение индуктивности обмотки электромагнита в зависимости от хода якоря электромагнита (положения рейки ТНВД) гфл и в зависимости от тока в обмотке электромагнита дЬ/Ы определяется экспериментальным путем. Ь = 0.005Ь3 - 0.067Ь2 - 0.206811 + 6.5283.

В третьей главе представлена автоматическая подстройка ПИД-регулятора при помощи аппарата нечеткой логики и использования генетических алгоритмов. Рассматривается современный подход к управлению на базе генетических алгоритмов, его структура и оценка качества системы управления по прямым показателям качества переходного процесса при помощи аппарата нечеткой логики, (рис. 1). '

Рис.1 Блок-схема алгоритма: ГА - генетический алгоритм; ДЧПР - датчик положения рейки; ТНВД - топливный насос высокого давления; <„, - длительность переходного процесса; ^ -время нарастания, о, - величина перерегулирования; ц(/„,), цЙД ц(о>) - соответствующие функции принадлежности; N- порядок поколения генетического алгоритма.

На базе предшествующего опыта, задаются настройки параметров системы: исходная матрица настроек регулятора, которая в дальнейшем корректируется при помощи генетического алгоритма; минимально допустимая требуемая величина минимума общего показателя качества; величины функций принадлежности прямых показателей качества (длительности переходного

процесса, величины перерегулирования и времени нарастания). В процессе режима работы снимаются показания с датчика положения исполнительного механизма, на базе показаний которого определяются величины показателей качества. Полученные величины сравниваются по заданным лингвистическим перемененным и определяется обобщенный показатель качества. Если он не удовлетворяет требуемому заданному значению, то происходит подстройка коэффициентов регулятора на основе генетических алгоритмов.

В четвертой главе предложено управление дизельным двигателем на базе нечеткой логики, с помощью математической модели объекта управления проведена параметрическая оптимизация, осуществлена реализация предлагаемых алгоритмов, их экспериментальная доводка, проведение отладочных испытаний в составе системы управления дизельным двигателем ЭСУ-1. Доводка алгоритмов управления осуществляется в приведенной ниже последовательности: имитационное моделирование; лабораторные (настольные) испытания; стендовые испытания; моторные испытания.

Имитационное моделирование проводится с целью проверки работоспособности созданных программных компонентов на компьютер«, получения первичных регуляторных характеристик на модели объекта управления сымитированной с помощью программно-аппаратного комплекса

Рис. 2. Имитационная модель в среде 8ши1шк

Лабораторные (настольные) испытания проводятся с целью проверки работоспособности созданных программных компонентов системы, программного обеспечения как для электронного блока управления (ЭБУ), так и программной оболочки на реальной системе с ЭБУ на базе микроконтроллера с внешними сигналами датчиков, анализ и корректировка созданных алгоритмов управления и программного комплекса для использования на

реальном объекте. С целю проведения лабораторных испытаний использована система содержащая следующие компоненты: ЭБУ-50.3763-30 системы ЭСУ-1; жгут соединительных проводов ЖСП 1.3724; осциллограф ТО83034В; источник питания 24В; датчик частоты вращения ДС-1; электропривод, эмулирующий вращение частоты коленчатого вала дизельного двигателя; датчик положения исполнительного механизма. Испытания показали, что принципиальная работоспособность алгоритмов подтверждается, и необходима параметрическая настройка регулятора частоты вращения и положения исполнительного механизма. Окончательная настройка контура управления положением исполнительного механизма, в конечном счете рейкой ТНВД, должна быть проведена на топливном стенде, а контура управления частотой вращения вала дизельного двигателя - на моторном стенде, в связи с изменением величины регулируемых параметров от условий работы.

Стендовые испытания по существу полунатурные, проводятся с целью проверки функциональности системы и её принципиальной работоспособности. Они проводятся в составе топливной аппаратуры на испытательном стенде изображенном на рис 3. Объектом испытаний является электронная система управления ЭСУ-1 с электромеханическим исполнительным механизмом ЭМП01-30 и ТНВД 337-23. При этом проверяется функциональность системы на различных стационарных режимах с измерением цикловой подачи топлива, её неравномерности, производится выбор коэффициентов регулятора.

Осуществлены изменения в исходном коде программного модуля Fuzzy-преобразователь, связанные с введением в промышленный.программный комплекс Diesel Control разработки ОАО «ЯЗДА», используемый для проведения

испытаний системы ЭСУ-1, регулятора на fuzzy-логике. Визуальное отображение программного комплекса Diesel Control с внесенными настройками для fuzzy-регулирования показано на рис 4. На этапе безмоторных испытаний проанализировано качество системы с помощью переходных процессов. Были сняты характеристики при ступенчатом (5-80 % положения рейки) и многоступенчатом (по 5 % шаге от минимума до максимума) изменении заданного положения рейки. Результаты испытаний (рис. 5) показали, что: длительность переходного процесса по сравнению с классическим ПИД-регулятором уменьшилась на порядок, при одинаковой длительности переходного процесса использование ñizzy-регулятора устраняет перерегулирование.

| ¡ Регулятор МИНИМАЛЬНЫХ обе

I \ ¡-$5 Рв»улг»р максимальных об I | Регулятор ускорения

ф- Регулятор гсаложеш» рейки ф ЯЗВ Ущпшлкющчй сигнал ф-^ Корректоры Де.игвтгль

ф ш °ши6ш

ф-^ Тесты Ф fg[.Состояние с мои

< I \

Регуляторные характеристики

Рис 4. Программный комплекс DíeselControl со встроенными алгоритмами

18

17

гй 16

X V 15

is:

Q- 14

S 13

X

¥ 12

О

о

с: 10

Э

— — — ПИ Д-регулятор

Риггу-регулятор

j I . 1 >

í

!

j ! ■

s

I j и -

I

! — -

i %

i? 1 Л 1

t 1

-I- - 1

\

- -

i 1 4 . ! i 1 _ —

1040 1140

43 140 240 340 44 О 5^0 640 740 84С

время, мс

Рис.5. Отработка переходного процесса регуляторами на испытательном стенде

Моторные испытания проводятся с целью отладки алгоритмов в составе реальных ЭСУ, топливной аппаратуры и двигателя. По результатам опыта вносятся изменения в параметры настройки - формируются базовые значения параметров системы, выбираются значения корректирующих величин. Структура управляющей программы при этом остается неизменной.

Конкретные испытания по этой методике проведены в моторном боксе № 1 ОАО ЯЗДА, оборудованном динамометром постоянного тока модели IDS 1146-KV (Чехия), автоматизированным измерительно-управляющим комплексом "Алмаз" ( ЗАО "Локомотив", г. Ярославль ), расходомером топлива модели AVL 733S ( Австрия ), дымомером AVL 439 ( Австрия ), обеспечивающими измерение параметров двигателя в соответствии с требованиями ГОСТ 14846-81, рис 6. Система для испытаний дизельных двигателей и дизель-генераторов «Алмаз» соответствует техническим условиям ЕШКД.421430.010-2002 ТУ, и предназначена для измерения параметров при проведении всех видов испытаний, мониторинга технического состояния и диагностики дизельных двигателей и дизель-генераторных установок. Результаты испытаний (рис. 7.) показали возможность дальнейшего использования fuzzy-управления и его предпочтение относительно ПИД-закона регулирования, а также обеспечение топливной экономичности на 6%

л 1000 s Ю 950 О га г; 900 <0 СО S 830 X й1 2Г 800 ГО Q. ю 750 го g 700 го ^ 650 - -Ступ _ X г/ енчатый си ■нал ___ n - /1Д-регулятор - -- f Щ л m • E U2zy-p&rvnHTOf -4-f- H - __ -H

í % а > i t i......... .......... ..... — = — - i Е ■ = • 4 л \

60 180 300 420 540 660 780 900 1020 1140 1260 1380 1500 1620 1740 1860 1980 2100

время, мс

Рис.7. Отработка переходного процесса регуляторами в моторных боксах Пятая глава В пятой главе приведена методика определения качества изготовления ТНВД. Разработан обобщенный критерий, за который принята степень подвижности рейки ТНВД, для чего проведена разработка специализированного программного комплекса «PumpTune» рис.8.

С этой целью предложен алгоритм анализа переходных процессов движения рейки, изображенный на рис. 9. Слишком затянутый по времени переходный процесс недопустим. Для оценки времени переходного процесса (т.е. времени регулирования) необходимо ввести допуск на остаточное отклонение «е» регулируемого параметра от заданного равновесного значения.

Переходный процесс считается закончившимся, если при Р;^, выполняется условие Щ)<е. Также недопустимо, чтобы регулируемый параметр отклонялся от заданного равновесного состояния на величину больше определенного допустимого значения.

РитрТипе, версия 1.2

Текущая мзделъ ■ .. Мода«. »»

м<«вт,т«адсэсу : 136.2-20

1Э6...........

иатавд

0000001.........

и.

50.3763 ..............

ияэет^зпо)

0№Й001 ........

»роя ГЮ

иГЮЛОА/.Чг»! «у^лклшигегслл

ямз взвгло

Рис.8. Окно программы «РитрТипе 1.2» результаты теста подвижности рейки ТНВД

Для оценки переходного процесса с этой стороны водится понятие заброса регулируемого параметра. Заброс характеризуется экстремальным отклонением регулируемого параметра в течение переходного процесса. Оценивается заброс при изменении сигнала в сторону увеличения Ьтах и при изменении сигнала в сторону уменьшения Ьт;п.(рис 9.1). Третьим параметром является время нарастания координаты рейки ^ Он характеризует непосредственно «подвижность» рейки ТНВД (рис. 9.2). Осуществлению такого контроля способствует наличие соответствующей специально разработанной аппаратуры. Внедрение методики в сборочное производство ОАО «ЯЗДА», а также реализация в блоках настройки ТНВД на сервисных станциях дилерских центров, позволило сократить трудоемкость проверки ТНВД как в основном производстве, так и возвращенных по рекламациям, уменьшить количество брака в деталях ТНВД и элементах ЭСУ, дисциплинировать персонал, исключая влияние «человеческого фактора». А также позволило сократить трудоемкость проверки ТНВД возвращенных по рекламациям.

В приложениях представлены: программа имитационного моделирования Акгу-регулятора и результаты экспериментальных исследований предлагаемых алгоритмов управления, акты о внедрении.

2со

S-

Время

1. Движение рейки с «забросом» относительно 2. Движение рейки без «заброса» относительно заданного значения заданного значения

Рис.9. Параметры переходного процесса при ступенчатом задании перемещения рейки ТНВД.

Персональный компьютер

сом Блок настройки ТНВД с ЭСУ Г | .

1

(usb) L- L

Исполнительный механизм (ИМ)

Датчик положения ИМ

Электронный блок управления

г~-

т , табличка Термотрансферный принтер--------1

Рис.10. Блок-схема комплекса для обкатки, регулирования, проверки ТНВД с ЭСУ и установки программных средств.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Реализован и применен алгоритм управления частотой вращения вала дизельного двигателя и положением исполнительного механизма, позволяющий обеспечить высокое быстродействие системы управления при требуемом качестве переходного процесса по частоте вращения вала дизельного двигателя и положению исполнительного механизма.

2. Разработана методика автоматической оценки показателей качества переходного процесса дизельного двигателя с возможностью дальнейшего автоматического изменения настроек регулятора частоты вращения вала дизельного двигателя и положения исполнительного механизма, оптимизируется настройка коэффициентов регулятора, для чего используется модификация генетического алгоритма, которая сохраняет наилучшее решение. Предложенный алгоритм служит основой для автоматической подстройки параметров регулятора в параметрической адаптации САУ и оценке качества топливной аппаратуры.

3. Представлено математическое описание дизельного двигателя как объекта управления, основанное на аналитических зависимостях, проверенных экспериментально, в виде, удобном для синтезирования, исследована САУ с различными регуляторами, проведен синтез САУ из выведенных передаточных функций от-

дельных элементов. При разработке современных ЭСУ данная модель используется в алгоритмах управления перед пуском дизельного двигателя для тестирования его систем, а также при отработке непосредственно алгоритмов управления.

4. Предложен fuzzy-регулятор, внедрение которого в САУ дизельным двигателем служит структурной адаптацией на базе алгоритмов ПИД-регулятора и fuzzy-регулятора. Разработана структура fuzzy-регулятора, учитывающая особенности дискретной (микропроцессорной) реализации, исследована его пригодность для построения САУ и формирования необходимых характеристик дизельного двигателя.

5. Разработана структура и основное программное обеспечение для реализации адаптивных алгоритмов в САУ дизельным двигателем, позволяющее производить, настройку, оптимизацию и визуализацию параметров и характеристик.

6. Разработана и внедрена методика оценки качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям. Она включает в себя алгоритмы и программное обеспечение для оценки подвижности рейки ТНВД, проведение регулировки топливного насоса, запись параметров в ЭБУ, проведения настольных, безмоторных и моторных испытаний, функциональные требования к отладочным комплексам и методики обработки результатов эксперимента.

7. Разработан и внедрен программно-аппаратный комплекс «PumpTune», реализующий возможность программирования ЭБУ, настройку и обкатку ТНВД, алгоритм анализа переходных процессов движения рейки. Анализируется каждая составляющая переходного процесса, т.к. характер влияния на «подвижность рейки» разных факторов различен.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в научных изданиях рекомендованных ВАК РФ:

1. Хрящёв, Ю.Е. Использование аппарата fuzzy-логики в управлении дизелем [Текст] / Хрящёв Ю.Е., Кирик В.В., Третьяков A.A. // Электроника и электрооборудование транспорта - 2007. - №2. - с. 13-15.

2. Хрящёв, Ю.Е. Проблемы сопровождения приемо-сдаточных испытаний топливной аппаратуры и дизелей с системой ЭСУ-1А [Текст] / Хрящёв Ю.Е., Третьяков A.A., Кузнецов А .П. // Электроника и электрооборудование транспорта - 2008. - №5. - с. 23-25.

3. Хрящёв, Ю.Е. Автоматизированная настройка и оценка качества топливной аппаратуры [Текст] / Хрящёв Ю.Е., Третьяков A.A. // Вестник РГАТА им. П.А. Соловьева» №3(18) 2010. - с. 228-232.

Статьи в прочих научных изданиях и материалах конференций:

1. Третьяков, A.A. Нечеткие методы качественного анализа математических моделей [Текст] / Третьяков A.A., Кирик В.В., Хрящёв Ю.Е. // Молодежь и современные информационные технологии: Сборник трудов V

Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - с. 173-175.

2. Третьяков, A.A. Динамика энергетической установки с нейронным регулятором [Текст] / Третьяков A.A., Кирик В.В. // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-19. Сб. трудов XIX Международ, науч. конф.: В 10-и т. Т. 10. Секция 11 / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Воронеж: Воронеж, гос. технол. акад., 2006. - с. 122-123.

3. Третьяков, A.A. Использование аппарата fuzzy-л описи в управлении дизелем [Текст] / Хрящев Ю.Е., Кирик В.В. // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-20. Сб. трудов XX Международ, науч. конф.: В 10-и т. Т. 13. Секция 13. / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Ярославль: Яросл. гос. техн. ун-т., 2007. - с. 122-123.

4. Третьяков, A.A. Адаптивное управление дизельным двигателем [Текст] / Третьяков A.A. // Тезисы докладов пятьдесят восьмой научно-технической конф. студентов, магистрантов и аспирантов. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2005.-с. 59.

5. Третьяков, A.A. Математическая модель дизельного двигателя [Текст] / Третьяков A.A. II Тезисы докладов пятьдесят девятой научно-технической конф. студентов, магистрантов и аспирантов. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2006.-с. 79-80.

6. Третьяков, A.A. Нечеткая логика в управлении дизельным двигателем [Текст] / Третьяков A.A. // Тезисы докладов шестидесятой научно-технической конф. студентов, магистрантов и аспирантов. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007. -с. 62

7. Третьяков, A.A. Аннотация научной работы «Адаптивное управление дизельным двигателем» [Текст] / Третьяков A.A. // сборник докладов конкурса научных работ молодых специалистов предприятий г. Ярославля "Ярославль на пороге тысячелетия" организованного комитетом по молодежной политике г. Ярославля при поддержке молодежного комитета СФ ФС РФ - Ярославль: 2007.-с. 16-21.

Зав. РИО М. А. Салкова Подписано в печать 01.04.2011. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 1. Тираж 100. Заказ 36.

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П. А. Соловьева (РГАТА)

Адрес редакции: 152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА имени П. А. Соловьева

152934, г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53 .

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ ДИЗЕЛЕМ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор развития автоматического регулирования дизельных двигателей

1.2. Дизельный двигатель как объект управления

1.2.1. Требования, предъявляемые к дизельному двигателю и режимам его работы

1.2.2. Общая характеристика дизельного двигателя как объекта управления

1.2.3. Оптимальное управление дизельным двигателем

1.3. Анализ современных САУ автомобильных дизельных двигателей 25 1.3.1. Классификация САУ автомобильных дизельных двигателей

1.4. Закономерности развития САУ

1.5. Современные системы топливоподачи дизельных двигателей с электронным управлением

1.6. Алгоритмы управления САУ дизельным двигателем

1.7. Выводы

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

2.1. Разработка математической модели системы управления двигателем

2.1.1. Математическое описание привода

2.1.2. Математическое описание электромагнита

2.1.3. Исходные данные для модели

2.2. Методика определения расхода топлива на переходный процесс

2.3. Выводы

3 АДАПТИВНАЯ ПОДСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА

3.1. Разработка алгоритма управления. 55 3.1.1. Выбор алгоритма регулирования частоты вращения

3.2. Определение параметров регулятора в первом приближении

3.3. Автоматическая подстройка параметров регулятора.

3.4. Выводы

4 FUZZY-РЕГУЛЯТОР КАК СТРУКТУРНАЯ АДАПТАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

4.1. Алгоритм управления на Fuzzy-логике

4.2. Этапы доводки рабочих алгоритмов

4.3. Имитационное моделирование

4.4. Лабораторные (настольные испытания)

4.4.1. Разработка алгоритма для программного модуля

4.4.2. Разработка диалоговой оболочки для тестирования и отладки программы "FUZZY-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ"

4.4.3. Эмуляция реального объекта

4.4.4. Доводка алгоритмов

4.5. Проведение стендовых испытаний

4.5.1. Адаптация программного модуля fuzzy к программному комплексу DieselControl

4.5.2. Испытания на стенде

4.6. Моторные испытания

4.6.1. Проведение моторных испытаний

4.6.2. Результаты испытаний

4.7. Выводы

5 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

5.1. Автоматизированная оценка качества и настройка топливной аппаратуры

5.1.1. Методика определения подвижности рейки по переходным процессам

5.2. Выводы

Политические, экономические, военные и социальные интересы государства требуют развития отечественной автомобильной промышленности таким образом, чтобы отрасль не только удовлетворяла потребностям внутреннего рынка, но и, стимулируя развитие новых наукоёмких технологий, обеспечила в перспективе наибольшую долю экспорта в валовом внутреннем продукте, став конкурентоспособной на внешнем рынке.

Чтобы обеспечить эти требования по заданию Министра промышленности, науки и технологий Российской Федерации была разработана Программа «Развитие отечественного автомобильного дизелестроения на период до 2010 года», в основу которой легли основные положения «Концепции развития автомобильной промышленности России» [76,175].

В настоящее время ведущими автомобильными державами: США, Японией, Германией и другими европейскими странами, в том числе и Россией, продолжается неуклонное совершенствование автомобильной техники с целью достижения новых потребительских качеств: повышение безопасности, комфортабельности, увеличение топливной экономичности, уменьшение вредных выбросов в атмосферу, уровня шума, вибраций, улучшение управляемости, эргономики и др., которые в совокупности определяют конкурентоспособность автомобиля на рынке [173,175]. Дальнейшее совершенствование всех систем и механизмов автомобиля предполагает, в первую очередь, совершенствование двигателя внутреннего сгорания (ДВС), который до сих пор является и, в обозримом будущем, останется основным источником энергии на автомобиле [163]. В сравнении с бензиновыми и газовыми ДВС дизельные двигатели наиболее экономичны. Максимальный эффективный КПД современных бензиновых двигателей составляет 32-34 % (а в условиях эксплуатации примерно 23 %). Дизельные двигатели имеют максимальный эффективный КПД до 45 %, а в условиях эксплуатации обеспечивают экономию 20-25 % топлива по сравнению с бензиновыми двигателями [85].

Постоянный рост мирового автомобильного парка привёл к необходимости нормирования экологических показателей. Доля автомобильного транспорта в загрязнении воздуха составляет в США 60,6 %, в Англии - 33,5 %, во

Франции 32 % [79], в Москве - более 85 %. Ежегодно автотранспорт в нашей стране выбрасывает в атмосферу порядка 14 млн. тонн загрязняющих веществ [179]. Экологический ущерб от вредных выбросов автотранспорта в России составляет 4-5 миллиардов долларов в год, что в 8-10 раз превышает показатели других стран. На восстановление последствий этого ущерба в стране расходуют больше средств, чем на превентивные меры [59,63].

Экологические требования к автомобилям определяются правилами ЕЭК ООН [173], данные которых приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Нормативные ограничения по удельным выбросам токсичных компонентов с ОГ для серийных двигателей

Этап Год введения Год введения в России Частицы, г/кВтч N0*. г/кВт'ч СН, г/кВт'ч СО, г/кВт'ч

Е1ЖО-3 2000 2006 ОД 5 0,66 2,1

Е1ЛЮ- 4 2005 2012 0,02 3,5 0,46 1,5

ЕЖО-5 2008 - 0,02 2 0,25 1,5

Отсюда ряд требований к дизельным двигателям: мощностные, экономические и экологические, - которые противоречат друг другу. Выполнение всех требований одновременно и в полной мере практически невозможно.

Для дизельного двигателя характерна работа при изменении в широком диапазоне нагрузочного, скоростного и теплового режимов работы. В условиях эксплуатации дизельный двигатель работает в основном на неустановившихся режимах, к которым относятся: пуск и прогрев, разгон и торможение, нагружение, в том числе и резкое (наброс нагрузки), сброс нагрузки, остановка дизельного двигателя. При этом возникает ряд дополнительных требований, что вызывает необходимость специального управления работой дизельного двигателя на этих режимах.

Известно, что уменьшению вредных выбросов, путевого расхода топлива, шума и вибрации способствует такое управление дизельным двигателем, которое обеспечивает наиболее качественные переходные процессы на всех нагрузочно-скоростных режимах [101,102,103]

Таким образом при разработке современных систем автоматического управления (САУ) дизельным двигателем можно выделить две основные задачи. Во-первых, управление работой дизельного двигателя на требуемых нагрузочно-скоростных режимах с наибольшей эффективностью, что в настоящее время практически невозможно без применения электронных систем управления (ЭСУ) дизельным двигателем и соответствующих алгоритмов управления. [209] Во-вторых, - это обеспечение жестких требований по выбросам в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами при высоких энергетических и экономических показателях, что так же невозможно без применения ЭСУ с современной базой алгоритмов управления.[108, 110, 111]

Решение обеих задач при разработке САУ дизельными двигателями требует обязательного использования ЭСУ подачей топлива и алгоритмов управления, обеспечивающих его точное и стабильное дозирование. [162, 236].

Задачи решаются путем создания новых алгоритмов управления, формирования нагрузочно-скоростных характеристик, позволяющих реализовать оптимальные режимы движения автотранспортной системы в различных дорожных условиях. Обе задачи могут быть успешно решены только при использовании электронных систем управления (ЭСУ) подачей топлива, позволяющих измерять и регулировать любые доступные переменные [107, 209]. Основное содержание процесса управления в ЭСУ заключается в пошаговом формировании управляющих воздействий в соответствии с заранее разработанными алгоритмами [232]. Общие алгоритмы работы ЭСУ можно представить в виде совокупности локальных алгоритмов, являющихся основой для построения дискретной САУ и разработки ее прикладного программного обеспечения (ПО).

Объектом исследования является транспортный дизель, структуры и алгоритмы работы его САУ.

Совершенствование САУ позволяет значительно улучшать и оптимизировать характеристики дизельного двигателя, тем более, что ЭСУ позволяет применить адаптивное управление дизельным двигателем. Таким образом предметом исследования является синтез адаптивной САУ дизельным двигателем и алгоритмы управления частотой вращения. Достижение оптимальности управления дизельным двигателем затруднено как вследствие отсутствия практической возможности подробного математического описания процессов, протекающих в двигателе при различных условиях и режимах работы, так и вследствие многомерности, многопараметричности, нелинейности, неопределенности характеристик двигателя и импульсного характера работы двигателя. Заранее предвидимы и отклонения внешних условий работы двигателя. Достижение в этих условиях результатов, близких к оптимальным, возможно с помощью адаптивных методов управления.

Целью работы является повышение точности и быстродействия регулирования частоты вращения путем совершенствования САУ дизельного двигателя, и обеспечение автоматического контроля заданного качества ЭСУ и ТА.

Адаптивные алгоритмы регулятора частоты вращения (РЧВ) совместно с алгоритмами общего функционирования САУ, обработки и фильтрации измеряемых переменных, диагностики образуют алгоритмическое обеспечение САУ. Под адаптивными алгоритмами, реализующимися в РЧВ работе понимаются структуры и аналитические выражения специального математического аппарата, такого, как например, fuzzy-логика, связывающие входные переменные с выходными сигналами, управляющими состоянием дизельного двигателя. Разрабатываемые в работе алгоритмы адаптивного управления представлены в виде систем уравнений, описывающих РЧВ и внешние воздействия в удобной для программирования форме. Применяемое представление алгоритмов является универсальным и пригодно для разработки программного обеспечения.

Цель работы определила круг задач:

• реализовать алгоритм управления частотой вращения дизельного двигателя и положением исполнительного механизма, позволяющий обеспечить высокое быстродействие системы управления при требуемом качестве переходного процесса по частоте вращения дизельного двигателя и положению исполнительного механизма;

• разработать методику автоматической оценки показателей качества переходного процесса дизельного двигателя с дальнейшим автоматическим изменением настроек регуляторов;

• разработать математическое описание дизельного двигателя как объекта управления на основе аналитических зависимостей, проверенных экспериментально, в виде, удобном для синтезирования, исследовать САУ с различными регуляторами, провести синтез САУ из выведенных передаточных функций отдельных элементов;

• разработать структуру Л^гу-регулятора, учитывающую особенности дискретной реализации, исследовать его пригодность для построения САУ и формирования необходимых характеристик дизельного двигателя;

• разработать структуру и основное программное обеспечение для реализации адаптивных алгоритмов в САУ дизельным двигателем;

• автоматизировать оценку качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям с разработкой программно-аппаратного комплекса для оценки качества топливной аппаратуры.

Методы исследования базируются на использовании системного анализа, теории автоматического управления, цифрового математического моделирования нелинейных систем, принципов искусственного интеллекта, таких как: ¥шху-логика, генетические алгоритмы (ГА).

Исследуемая здесь математическая модель дизельного двигателя разработана на основе аналитических зависимостей, на базе материальных балансов, и уточнена на основе экспериментальных характеристик дизельных двигателей, предоставленных автору в отделе ЭСУ ИКЦ ОАО "ЯЗДА".

Проведен анализ и синтез САУ дизельным двигателем, как с классическим ПИД-регулятором, так и с модифицированным, а также нечетким регулятором на Гиггу-логике.

Достоверность основных результатов работы подтверждена применением-данных разработок на, реальных объектах исследования и совпадением результатов экспериментальных исследований-опытных образцов с результатами аналитических исследований.

Научная^ новизна заключается в разработке адаптивного управления дизельным двигателем, реализуемого при помощи электронной системы управления на основе микроконтроллера, в том числе с использованием йхггу-логики и ГА, и оптимизирующего работу дизельного двигателя в зависимости от режима его работы.

ЭСУ-1 первая отечественная система управления дизельным двигателем. Регулятор частоты вращения, реализованный в ней - это пропорционально-интегрально-дифференциальный ( ПИД-реуглятор). обычные статические (ре-гуляторные) характеристики, такие как всережимные, двух-, трех- режимные, применяемые в механических РЧВ, не дают никаких преимуществ при переходе на электронное управление, тогда как за счет адаптивного управления можно улучшить качество динамики дизельного двигателя, повысить управляемость, топливную экономичность, поэтому тема автоматизированная оценка адаптивной системы управления транспортным дизелем и повышение ее точности и быстродействия является актуальной.

Впервые применена методика оценки качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям и внедрен программно-аппаратный комплекс для оценки качества топливной аппаратуры.

Теоретическую ценность работы кроме того составляет: математическая модель дизельного двигателя, системы уравнений и структурные схемы, определяющие алгоритмы работы РЧВ в удобной для программирования форме; разработанные алгоритмы на базе Адггу-логики и ГА.

Реализация результатов работы. Предложенные алгоритмы и математическая модель используются при разработке программного обеспечения опытных образцов САУ дизельными двигателями и настройке и оценке качества топливной аппаратуры (ТА) при ее изготовлении и эксплуатации.

Практическое значение работы: данная разработка была опробована в разработанной под руководством д.т.н., проф. Хрящёва Ю.Е. электронной системе управления ЭСУ-1, которая предназначена для автоматического поддержания требуемого нагрузочно-скоростного режима, обеспечения пусковой подачи топлива, устойчивой работы двигателя на холостом ходу, предохранения его от чрезмерного увеличения частоты вращения (разноса) и произвольного останова, формирования внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя и получения требуемых показателей по токсичности отработанных газов. На защиту выносятся

• автоматическая оценка показателей качества переходного процесса дизельного двигателя с дальнейшим автоматическим изменением настроек регуляторов;

• алгоритмы Адггу-управления дизельным двигателем, учитывающие особенности дискретной реализации и позволяющие повысить точность и быстродействие САУ;

• автоматизированная оценка качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям с разработкой программно-аппаратного комплекса для оценки качества топливной аппаратуры.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на Всероссийском научно-техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им. В.И. Крутова, МГТУ им.Н.Э. Баумана 2006, 2007, 2009, 2011г.г.; Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях"— ММТТ 2006, 2007, 2010г.г.; Международном симпозиуме «Электроника и электрооборудование транспорта. Проблемы и пути развития» в 2008 г.; на научных конференциях молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов ЯГТУ в 2006, 2007, 2008, 2009 г.г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в десяти печатных работах, три из них рекомендованы ВАК.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

5.2. Выводы

Разработана и внедрена методика оценки качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям. Предлагаемая методика включает в себя алгоритмы и программное обеспечение для оценки подвижности рейки топливного насоса, проведение регулировки топливного насоса, запись параметров в электронный блок управления проведения настольных, безмоторных и моторных испытаний, функциональные требования к отладочным комплексам и методики обработки результатов эксперимента. Внедрение методики позволило не только существенно уменьшить количество выпускаемых изделий, склонных к проявлению неустойчивости системы на холостом ходу, но и уменьшить количество брака в деталях ТНВД и элементах ЭСУ, повысить их качество, дисциплинировать персонал, исключая влияние «человеческого фактора», а также позволило сократить трудоемкость проверки ТНВД возвращенных по рекламациям.

Проведена разработка специализированного программного комплекса «РшпрТипе», реализующего помимо возможности программирования ЭБУ, настройки и обкатки ТНВД, алгоритм анализа переходных процессов движения рейки. Анализируется каждая составляющая переходного процесса, т.к. характер влияния на «подвижность рейки» разных факторов различен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ существующих систем управления двигателями, в том числе и анализ алгоритмов управления, показал, что электронные системы управления значительно повышают точность регулирования и значительно улучшают формирование скоростных характеристик дизельного двигателя? и расширяют возможности управления; по сравнению с механическими. Проектирование новых систем управления или адаптация зарубежных разработок ведется, в большинстве случаев, путем создания САУ, приспособленных под уже разработанные топливоподающие системы (ТПС) и совместной разработке тех и других, и перехода на новые системы топливоподачи без учета инерционности потребителя и необходимости поддержания сложившегося производства двигателей и топливной аппаратуры, несмотря на имеющийся опыт плавного внедрения электроники разработчиками бензиновых систем. Таким образом необходимо повышение точности регулирования и формирование оптимальных скоростных характеристик дизельного двигателя, путем совершенствования САУ дизельным двигателем, существующих алгоритмов управления дизельным двигателем и новых алгоритмов управления; обеспечение контроля заданного качества ЭСУ и ТА.

Ограничениями на значения параметров алгоритма управления служат появление забросов или колебаний скоростного режима и ограничение времени переходного процесса. Разработанный алгоритм должен по качеству регулирования соответствовать регулятору 1-го класса по ГОСТ 10511-83. В данной работе реализован и применен алгоритм управления частотой вращения вала дизельного двигателя и положением исполнительного механизма, позволяющий обеспечить высокое быстродействие системы управления при требуемом качестве переходного процесса по частоте вращения вала дизельного двигателя и положению исполнительного механизма.

Возможность автоматической подстройки регулятора при помощи аппарата нечеткой логики и использования генетических алгоритмов позволяет осуществить современный подход к управлению на базе генетического алгоритма, позволяет обеспечить заданную структуру и оценку качества системы

•управления по прямымпоказателям качества переходного процесса при помощи аппарата нечеткой логики.

Разработанная методика автоматической оценки показателей качества переходного процесса дизельного двигателя с возможностью дальнейшего автоматического изменения настроек регулятора частоты вращения вала дизельного двигателя и положения исполнительного механизма полностью соответствует предъявляемым требованиям. В представленном алгоритме автоматической подстройки коэффициентов регулятора оптимизируется их величина, для чего используется модификация генетического алгоритма, которая сохраняет наилучшее решение. Предложенный алгоритм служит основой для автоматической подстройки параметров регулятора в сфере параметрической адаптации САУ и оценки качества топливной аппаратуры.

Представлено математическое описание дизельного двигателя как объекта управления на основе аналитических зависимостей, проверенных экспериментально, в виде, удобном для снтезирования. Математическая модель позволила провести структурно-параметрический анализ, синтез отдельных элементов в единую систему с наперед заданными свойствами, проверку качества системы в первом приближении и т.п. С помощью математической модели исследованы САУ с различными регуляторами, проведен синтез САУ из выведенных передаточных функций отдельных элементов. При разработке современных ЭСУ данная математическая модель использована непосредственно в алгоритмах управления, например, перед пуском дизельного двигателя для тестирования его систем, а также при отработке непосредственно алгоритмов управления.

В качестве одного из законов управления переходными процессами предложен Риггу-регулятор, внедрение которого в САУ дизельным двигателем служит структурной адаптацией на базе алгоритмов ПИД-регулятора и Ыъгу-регулятора. Разработана структура Лгггу-регулятора, учитывающая особенности дискретной (микропроцессорной) реализации, исследована его пригодность для построения САУ и формирования высокого быстродействия системы управления при требуемом качестве переходного процесса по частоте вращения вала дизельного двигателя и положению исполнительного механизма.

Проведение этапа доводки требует специализированного программного и аппаратного обеспечения, позволяющего производить замеры, настройку, оптимизацию и визуализацию параметров и характеристик. Разработана структура и основное программное обеспечение для реализации адаптивных алгоритмов в САУ дизельным двигателем, позволяющее производить, настройку, оптимизацию и визуализацию параметров и характеристик.

Разработана и внедрена методика оценки качества изготовления и сборки топливной аппаратуры по динамическим критериям. Предлагаемая методика включает в себя алгоритмы и программное обеспечение для оценки подвижности рейки топливного насоса, проведение регулировки топливного насоса, запись параметров в электронный блок управления проведения настольных, безмоторных и моторных испытаний, функциональные требования к отладочным комплексам и методики обработки результатов эксперимента.

Разработан и внедрен программно-аппаратный комплекс «РитрТипе», реализующий возможность программирования ЭБУ, настройку и обкатку ТНВД, алгоритм анализа переходных процессов движения рейки. Анализируется каждая составляющая переходного процесса, т.к. характер влияния на «подвижность рейки» разных факторов различен.

Предложенная методика внедрена в производственный процесс настройки ТА уровня Евро-3 на ОАО «ЯЗДА», а так же реализована в блоках настройки ТНВД на сервисных станциях дилерских центров. Внедрение методики позволило не только существенно уменьшить количество выпускаемых изделий, склонных к проявлению неустойчивости системы на холостом ходу, но и уменьшить количество брака в деталях ТНВД и элементах ЭСУ, повысить их качество, дисциплинировать персонал, исключая влияние «человеческого фактора», а также позволило сократить трудоемкость проверки ТНВД возвращенных по рекламациям.

•• ив-. .'■.■■ '■"•'■;•

1. Айзерман, М.А. Теория автоматического: регулирования двигателей (уравнения движения и устойчивость) Текст. / Айзерман, М.А. — Mi: Гос-теориздат, 1952. 512 с. ,

2. A.C. 1103006 (СССР), МКИ3 F02 М51/02. Устройство управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания Текст. / А.Н. Борисенко // Б.И. 1984 - № 26.

3. A.C. 1346835 (СССР), МКИ4 F02 Dl/04, G05 D13/00. Система автоматического* регулирования двигателя, внутреннего сгорания- Текст. / Э.С. Островский // Б.И. 1987. - № 39.

4. Асадов, X.F. Анализ мультипликативной параметрической погрешности и синтез корректирующих узлов измерительных систем с затуханием сигнала Текст. / Асадов; Х.Г. // Автоматизация и современные технологии. -2002.-№6.-с. 9-11.

5. Байков, Б.П. Турбокомпрессоры для наддува дизелей; Справочное пособие Текст. / Байков Б.П., Бордуков В.Г., Иванов П.В., Дейч P.C. Л.: Машиностроение, 1975. - 200 с.

6. Бажанов, В. USWO — новый способ формирования управления^для замкнутых систем автоматического регулирования Текст. / Бажанов В; // СТА. 1998. - №4. - С. 35-40.

7. Барцев, С.И1 Принцип двойственности в организации адаптивных сетей обработки информации Текст. / Барцев С.И., Гилев С.Е., Охонин В.А: //

8. Динамика химических и биологических систем. Новосибирск: Наука, 1989, с.6-55.

9. Барцев, С.И. Адаптивные сети обработки информации Текст. / Барцев С.И., Охонин В.А. Красноярск : Ин-т физики СО АН СССР, 1986. Препринт N 59Б. - 20с.

10. Барцев, С.И. Некоторые свойства адаптивных сетей (Программная реализация) Текст. / Барцев С.И. Красноярск: Ин-т физики СО АН СССР, 1987. Препринт No.71B. - 17 с.

11. Бесекерский, В.А. Динамический синтез систем автоматического регулирования Текст. / Бесекерский В.А. М.: Наука, 1970. - 575 с.

12. Бесекерский, В.А. Микропроцессорные системы автоматического управления Текст. / Под. ред. В.А. Бесекерского. Л.: Машиностроение. 1988. -365с.

13. Белоусов, Б.Н. САУ движением автомобиля постановка задачи Текст. / Белоусов Б.Н., Демик В.В., Шухман С.Б. // Автомобильная промышленность. 2000. №4. - с. 17-18.

14. Блаженнов, Е.И. Разработка и исследование всережимных регуляторов скорости автомобильного дизеля: Дисс.канд.техн.наук. Текст. / М.: МВТУ, 1967. 186 с.

15. Блаженнов, Е.И. Основы теории автоматического регулирования автомобильных дизелей Текст.: Учебное пособие / Блаженнов Е.И. / Яросл. политехи, ин-т. Ярославль, 1989. - 95 с.

16. Блаженнов, Е.И. Трехрежимные регуляторы автомобильных дизелей Текст. / Блаженнов Е.И. // Автомобильная промышленность. 1986. - № 7. - С. 8-9.

17. Блаженное, Е.И. Совершенствование системы автоматического регулирования частоты вращения автомобильных дизелей Текст. / Дисс. докт. техн. наук. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1987. - 274 с.

18. Блаженное, Е.И. Новые элементы в автоматических регуляторах частоты вращения автомобильных дизелей'Текст.: Учебное пособие. / Блажен-нов Е.И; Ярославль: Изд-во ЯПИ, 1988. - 85 с.

19. Блаженнов, Е.И. Автоматические регуляторы автомобильных дизелей (Элементы теории и расчет) Текст.: Учебное пособие / Блаженнов Е.И. -Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002. 48 с.

20. Блаженнов, Е.И. Влияние приведенной массы регулятора на решение уравнений.движения регулятора и двигателя ЯМЗ-238 Текст. / Блаженнов Е.И., Смирнов Ю.Е., Поляков П.Б. // Вопросы двигателестроения. Ярославль: ЯПИ.-т. 23. С.-49-54.

21. Боглаев, Ю.П. Вычислительная математика и программирование Текст.: Учеб. пособие для студентов втузов / Боглаев Ю.П. М.: Высшая школа, 1990.-544 с.

22. Боковиков А.Н. Математическая модель системы воздухоснабже-ния автомобильного дизеля для полунатурного моделирования его динамических режимов Текст. / Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. // Грузовик. 2009. № 11. С. 30-33.

23. Боковиков А.Н. Результаты полунатурного моделирования режимов работы автомобильного дизеля Текст. / Боковиков А.Н., Кузнецов А.Г. // Грузовик. 2009. № 12. С. 15-17.

24. Ваншейдт В.А. Дизели Текст. / Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. / Под общ. ред. В.А. Ваншейдта, H.H. Иванченко, JI.K. Коллерова. Л., "Машиностроение" (Ленингр. отд-ние), 1977. 480 с. с ил.

25. Виглеб, Г. Датчики Текст. / Виглеб Г. / Перевод с немецкого М.А. Хацернова. М.: 1989. 196 с.

26. Вихерт, М.М. Топливная аппаратура автомобильных дизелей: Конструкция и параметры Текст. / Вихерт М.М., Мазинг M.B. М.: Машиностроение, 1978. -176 с.

27. Волков, Р.Ю. Формализация лингвистического управления Fuzzy-контроллера Текст. / Волков Р.Ю., Грошева JI.C. // Автоматизация и современные технологии. 2001. - №10. - с. 11-14.

28. Вышнеградский, И.А. О'регуляторах прямого действия Текст. / Вышнеградский И.А. // СПБ: Известия технологического института. 1877, т.1 -С. 5-47.

29. Гальговский, В.Р. Развитие нормативов ЕЭК ООН по экологии и формирование высокоэффективного транспортного дизеля. Ч. I Текст.: Учебное пособие / Гальговский В.Р., Долецкий В.А., Малков Б.М. Ярославский гос. техн. ун-т. - Ярославль, 1995. - 171 с.

30. Ган, P.C. Динамические качества автомобиля и мощность двигателя Текст. / Ган P.C., Проскуряков В.Б. // Автомобильная промышленность. -2002.- №8.-С. 14-15.

31. Гирявец, А.К. Теория^ управления, автомобильным бензиновым* двигателемрГекст. / Гирявец A.K. М.: Стройиздат, 1997. - 173 с.

32. Голубков, Л.Н. Топливные насосы высокого давления распределительного типа Текст. / Голубков Л.Н., Савастенко A.A., Эммиль M.B. М.: "Легион-Автодата", 2001.176 с.

33. Горбаченко, В.К. Электронные системы, управления подачей топлива в дизелях: Обзорная информация Текст. / Горбаченко В.К., Курманов В.В., Мазинг M.B. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1989. - 51 с.

34. ГОСТ Р 41.83 99: Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении выбросов загрязняющих веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей Текст. - Москва. Госстандарт России. - 128 с.

35. Гоц, А.Н. Тенденции развития автомобильных и тракторных дизелей за рубежом Текст. / Гоц А.Н., Мацаренко И.П., Мокеева В.Н. // Двигателе-строение. 1991. - № 8 - 9. - С. 65-67, 80.

36. Гоц, А.Н. Методика и алгоритм расчета вынужденных крутильных колебаний коленчатого вала ДВС от полного спектра крутящего момента Текст. / А.Н. Гоц, В.Ф. Дрозденко, Р.П. Доброшев. Двигателестроение, 1987, №8, с. 12-14.

37. Грехов, JI.В. Топливная аппаратура дизелей с электронным управ-лениемТекст.: Учебно-практическое пособие / Грехов JI.B. М.: Легион-Автодата, 2003. - 176 е.: ил.

38. Грошева, Л.С. Построение свободно конфигурируемого нечеткого контроллера Текст. / Грошева Л.С., Зуев A.B., Пахомов A.M., Плющаев В.И. // Автоматизация и современные технологии. 2002. - №10. - С. 11-14.

39. Грунауэр, A.A. Исследование системы регулирования тракторного дизеля и ее взаимодействия с упругими системами силовой передачи и подвески трактора Текст. / Дисс. докт.техн.наук. Харьков: ХПИ, 1967. - 353 с.

40. Грунауэр, A.A. Применение ЭВМ для изучения динамики САР ДВС Текст. / Грунауэр A.A., Долгих И.Д. // УМК Минвуза Украины. Учебное пособие. Киев, 1989. - 170 с.

41. Гусаров, А.П. Перспективы нормирования экологических показателей АТС Текст. / Гусаров А.П., Вайсблюм М.Е. // Автомобильная промышленность. 2000. - № 2. - С. 34 - 36.

42. Гутовский, М.В. Пособие по проектированию и расчету элементов систем авиационного электрооборудования Текст. / Гутовский М.В.,. Коршунов В.Ф. // Вып. 2. Силовые электромагниты,и контакторы. - М.: Оборонгиз, 1962. С. 53-149:

43. Доколин, Ю.М. К вопросу о точности регистрации основных процессов, происходящих в двигателях Текст. / Доколин Ю.М., Стефановский Б.С. // Вопросы двигателестроения: сб. научн. трудов. Т. XXIII, вып. 5. Ярославль, 1972. — С. 15-22.

44. Долгих, И.Д. Разработка систем непрерывно-дискретного регулирования транспортных дизелей* Текст. / Долгих И.Д // Автореф. дисс.докт.техн.наук. Харьков: ХИИТ, 1993. - 47 с.

45. Долгих, И.Д. Микропроцессорный регулятор частоты вращения транспортного дизель-генератора Текст. / Долгих И.Д // Двигатели внутр. сгорания: 1986. - Вып. 44. - С. 42-45.

46. Дьяконов, В.П. МАТЬАВ Текст.: учебный курс. / Дьяконов В.П. -СПб: Питер, 2001. 560 с.

47. Изерман, Р.\ Цифровые системы управления Текст. / Изерман Р. перевод с англ. Под ред. И:М. Маркова. Mi, Мир, 1984. - 541 с.

48. Иноземцев, A.Hi Компьютерное математическое моделирование работы механизмов с самоустанавливающимися элементами / Иноземцев А.Н., Троицкий Д.И. // Автоматизация и современные технологии: 2002. - №9. - С. 17-19.

49. Капуста, П.П. Математическая- модель как инструмент ресурсного проектирования АТС Текст. / Капуста П.П'//Автомобильная промышленность -2001.-№11-С. 15-18/

50. Кац, A.M. Автоматическое регулирование скорости двигателей внутреннего сгорания Текст. / Кац A.M. / Под ред. Ю.В. Долголенко и А.И. Лурье. Л.: Машгиз, 1956. - 304 с.

51. Методы моделирования колебательного процесса и трения в двигателе Текст. / Кенсман Л.Т., Желтяков В.Т. Ярослав, гос. техн. ун-т. - Ярославль. -1999. -50 с.

52. Кинематика, динамика и точность механизмов Текст.: Справочник / Под ред. Г.В. Крейнина. М.: Машиностроение, 1984. - 24 е., ил.

53. Козлов, В.Е. Особенности эксплуатации автотракторных двигателей зимой Текст. / Козлов В.Е., Квайт С.М., Чижков Ю.П. Л.: Колос, 1977. -159 с.

54. Корнилов, Г.С. О перспективе развития отечественного автомобильного дизелестроения Текст. / Корнилов Г.С., Озимов П.Л. // Всероссийский конгресс двигателестроителей (17 20 июня 2003 г.): Тез. докладов. -СПб, 2003.-С. 13.

55. Кофман, Е.М. Регулятор скорости для транспортных дизелей Текст. / Кофман Е.М., Долгих И.Д., Сабаев В.В. // Двигателестроение. 1984. -№ 1.-С. 59-61

56. Коффрон, Дж. Технические средства микропроцессорных систем Текст.: Практический курс. / Коффрон Дж. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 344 с.

57. Кринецкий, И.И. Регулирование двигателей внутреннего сгорания Текст. / Кринецкий И.И. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1965. -252 с.

58. Крутов, В.И. Анализ работы систем автоматического регулирования Текст. / Крутов В.И. М.: Машгиз, 1961. - 179 с.

59. Крутов, В.И. Переходные процессы систем автоматического регулирования Текст. / Крутов В.И. М.: Машиностроение, 1965. - 252 с.

60. Крутов, В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания Текст. / Крутов В.И. М.: Машиностроение, 1989. -416 с.

61. Крутов, В.И. Перспективы развития автоматического регулирования автомобильных дизелей Текст. // Крутов В.И., Кузнецов А.Г. Автомобильная промышленность. 1987. № 2. С. 10-11.

62. Крутов, В.И. Математическая модель системы автоматического регулирования дизеля с турбонаддувом и изменяемым углом опережения впрыскивания Текст. / Крутов В.И., Марков В.А., Шатров В.И. и др. // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1994. - № 1. - С.55-69.

63. Крутов, В.И. Управление углом опережения впрыскивания топлива в дизелях транспортного назначения Текст. / Крутов В.И., Марков В.А., Шатров В.И. // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1994. - № 2. С.34-42.

64. Крутов, В.И. Анализ функциональных схем устройств электронного управления транспортных двигателей Текст. / Крутов В.И., Фёдоров П.В. // Двигателестроение. 1988. - № 6. - С.7-9.

65. Крутов, В.И. Анализ методов составления математической модели дизеля с газотурбинным наддувом Текст. / Крутов В.И: [и др.] Известия вузов. Машиностроение. 1994. № 10-12. С. 62-69.

66. Крутов, В.И. Основы теории автоматического регулирования: Учебник для машиностроительных специальностей вузов Текст. / Крутов В.И., Данилов Ф.М., Кузьмик П.К. и др.; Под ред. В.И. Крутова. 2-е изд. - М.: Машиностроение. 1984. 368 с.

67. Кузнецов, А.Г. Анализ критериев экономичности и токсичности работы транспортных двигателей Текст. / Кузнецов А.Г. // Двигателестроение. 1996. № 2. С. 67-68.

68. Кузнецов, А.Г. Стенд полунатурного моделирования динамических режимов энергетических установок с дизелями Текст. / Кузнецов А.Г. // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2008. № 4. С. 25-29.

69. Кузнецов, А.Г. Динамическая модель энергетической установки тепловоза Текст. / Кузнецов*А.Г. // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2009. № 3. С. 49-56.

70. Кузнецов, А.Г. ТНВД с электронным управлением топливоподачей Текст. / А.Г. Кузнецов [и др.] // Автомобильная промышленность. 2000. № 10. С. 11-15.

71. Кузнецов, А.Г. Динамическая модель дизеля Текст. / Кузнецов А.Г. // Автомобильная промышленность. 2010. № 2. С. 30-33.

72. Кузнецов, А.Г. Математическая модель системы автоматического управления дизелем с турбонаддувом Текст. / А.Г. Кузнецов [и др.] // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2000. № 4. С. 106-119.

73. Кузнецов, А.Г. Улучшение экологических показателей транспортных дизелей путём управления процессом топливоподачи Текст. / Кузнецов А.Г. [и др.] // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2000. № 2. С. 62-75.

74. Кузнецов, Е.В. Параметры дизеля и его характеристики Текст. / Кузнецов Е.В. // Автомобильная промышленность. 2002. - №9. - С. 11-15.

75. Кузнецов, Е.В. Модель перспективной аккумуляторной системы подачи топлива в дизель Текст. Кузнецов Е.В. // Автомобильная промышленность. 2001. - №4. - С. 14-16.

76. Кузнецов, Е.В. Математическая модель рабочего процесса дизеля Текст. / Кузнецов Е.В. // Автомобильная промышленность. 2000. - №6. - С. 9-12.

77. Курапин, A.B. Влияние параметров топливоподающей аппаратуры на переходные процессы в комбинированном дизеле Текст. / Курапин A.B., Славуцкий В.М.- Волгоград, 1998. 32 с. Деп. В ВИНИТИ 1998. - № 19

78. Левин, М.И. Микропроцессорная система управления углом опережения впрыскивания топлива. Статика Текст. / Левин М.И., Островский Э.С., Леснер Е.Ю. // Двигателестроение. 1988. - № 6. - С. 16-18, 24.

79. Левин, М.И. Микропроцессорная система управления углом опережения впрыскивания топлива. Динамика Текст. / М.И. Левин, H.A. Воронов, Э.С. Островский и др. // Двигателестроение. 1989. - № 11. - С.28-30

80. Леонов, И.В. Дифференциальное уравнение дизеля с турбонадцу-вом и изменяемым углом опережения впрыска топлива / Левин М.И. // Двигатели внутреннего сгорания: Сборник. Вып.34. - Харьков: Вища школа, 1981. -С.91-94.

81. Лилюев, М.И. Повышение точности управления топливоподачей дизелей с помощью микропроцессорных средств Текст. / Лилюев М.И. // Дви-гателестроение. 1990. - № 8. - С. 31-34.

82. Лиханов, В.А. Снижение токсичности автотракторных дизелей Текст. / Лиханов В.А., Сайкин A.M. М.: Колос, 1994. - 224 с.

83. Луканин, В.Н. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2 Динамика и конструирование Текст.: Учеб. / Луканин В.Н., Алексеев И.В., Шатров М.Г. и др.; Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высш. шк., 1995 - 319 е.: ил.

84. Лукас, В.А. Теория управления техническими системами Текст. / Лукас В.А. // Компактный учебный курс для вузов 3-е издание, перераб. и до-полн. - Екатеринбург, У11 ГА, 2002. - 675с.

85. Лурье, В.А. Итоги науки и техники. Двигатели внутреннего сгорания Текст. / Лурье В.А., Мангушев В.А., Маркова И.В., Черняк Б.Я. М.: ВИНиТИ, 1985.-281 с.

86. Марков, В.А. Исследование топливного насоса высокого давления с регулированием угла опережения впрыскивания топлива на безмоторном стенде Текст. / Марков В.А., Шатров В.И., Карпов A.B. // Изв. вузов, маши-ностр. 1996. - № 7-9 - С. 72-76.

87. Марков, В.А. Корректирование угла опережения впрыскивания-топлива в многотопливных дизелях Текст. / Марков В.А. // Изв. вузов. Машиностроение. 1995. - № 1-3. - С.77-86.

88. Марков, В.А. Повышение экономичности транспортных дизелей путем управления процессом впрыскивания топлива Текст. Марков В.А. // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1994. - № 3. - С.58-66.

89. Марков, В.А. Сравнительная эффективность методов снижения токсичности отработавших газов дизелей Текст. Марков В.А. // Автомобильная промышленность. 2002. - № 12. - С. 19-23.

90. Марков, В.А. Улучшение экономических и экологических показателей транспортных дизелей путем управления процессом топливоподачи Текст.: Автореф. дисс.докт.техн.наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995. -32 с.

91. Марков, В.А. Экологические показатели ДВС Текст. / Марков В.А., Аникин С.А., Сиротин Е.А. // Автомобильная промышленность. 2002. -№2.-С. 13-15.

92. Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей Текст. / Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И., Кислов В.Г. Уфа: Изд-во БГАУ, 2000.- 144 с., ил. 81.

93. Марков, В.А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей Текст. / Марков В.А., Кислов В.Г., Хватов В.А. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. - 160 е., ил.

94. Марков, В.А. Формирование частичных регуляторных характеристик дизеля Текст. / Марков В.А., Сиротин Е.А. // Автомобильная промышленность. 2002. - №6. - С. 10-13.

95. Марков, В.А. Показатели дизеля при совместном управлении-топливо- и воздухоподачей( Текст. / Марков В.А., Шатров В.И. // Автомобильная промышленность. 1998. - № 6. - С.10-11.

96. Марков, В.А. Характеристики топливоподачи, топливная экономичность и вредные выбросы дизелей Текст. / Марков В.А., Шатров В.И. // Автомобильная промышленность. 1998. - № 4. - С.13-16.

97. Мита, Ц. Введение в цифровое управление Текст. / Мита Ц., Хара С., Кондо Р. Пер. с японского под ред. В.А. Есакова. М.: 1994. 256 с.

98. Настенко, H.H. Регуляторы тракторных и комбайновых двигателей Текст. / Настенко H.H., Борошок JI.A., Грунауэр A.A. М.: Машиностроение, 1965.-248 с. <

99. Орлин, A.C. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей Текст. / Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: 1985. 375 с.

100. Отчет о НИР. Исследование динамических характеристик дизеля КамАЗ с электронной системой управления топливоподачей.- НАМИ Текст. / Москва, 1988.- 87 с.

101. Официальный сайт топливоподающих систем: tps.yaroslavl.ru

102. Пат. 1265489 ФРГ, МКИ F02 D 5/00. Электромеханический регулятор впрыска топлива.

103. Пат. 2091604 РФ. МКИ6 F02 M 59/20. Устройство для автоматического регулирования угла опережения впрыскивания топлива в двигателе внутреннего сгорания Текст. / В.Д. Карминский, Е.С. Филь, А.Б. Кууск Опубл. в 1997. Бюл. № 27.

104. Пат. 2198313 РФ. МКИ6 F02 D 1/16. Устройство и способ управления моментом впрыскивания топлива транспортного дизеля Текст. / Ю.Е. Хрящёв, В.В. Крутов, А.Н. Круглов, O.A. Гусев, A.A. Филиппов, A.M. Трепов, Г.В. Ерёмин Опубл. в 2003. Бюл. № 4.

105. Пат. № 5626114 (США). Fuel pump for high-pressure fuel injection system Текст. / Kushido Takeo и др.

106. Пат. 5630402 США. МКИ6 F02 M37/04. Fuel injection timing system Текст./Devine Michael J., Kiliz Robert L.; Timing Systems, Inc. -1997.

107. Пат. 5638794 США. МКИ6 F02 M 37/04. Servo valve type timer for fuel injection pump Текст. / Kubo Ken-Ichi, Matsubra Jun; Zexel Corp. -1997.

108. Пат. M 4217762 (США), High constant pressure, electronically controlled diesel fuel injection system Текст. / Leonard N. Zort, Burton; Albert Z, Albert, Bellevue; Edward P. Darragh, Kent, all of wash.

109. Пат. № 4359032 (Япония), Electronic fuel injection control system for fuel injection valves Текст. / Chie, Tomonori, Higashi-Matsuyama, Japan.

110. Патрахальцев, H.H. Переходные процессы в аппаратуре дизеля и его динамические качества Текст. / Патрахальцев H.H., Царитов А.З., Костиков A.B. // Автомобильная промышленность. 2001. - №1.

111. Петленко, Б.И. Информационно-измерительные диагностические системы и приборы на автотранспорте Текст. / Петленко Б.И., Асмолов Г.И., Ястржембский A.JI. // Приборы, средства автоматизации и системы управления. Информприбор,-1989. Выпуск 3.- 48 с.

112. Петров, Б.Н. Автоматические системы транспортных машин Текст. / Петров Б.Н. М.: Машиностроение, 1974. - 335 с.

113. Пинский, Ф.И. Электронное управление впрыскиванием топлива в дизелях Текст.: Учебное пособие / Пинский Ф.И. Коломна. 1989. 146 с.

114. Пинский, Ф.И. Основы синтеза микропроцессорных систем управления дизелей Текст.: Учебное пособие / Пинский Ф.И. Коломна. 1989. 103 с.

115. Пинский, Ф.И. Адаптивные системы управления дизелей Текст. / Пинский Г.Ф. М.: МГОУ, 1995. - 119 с.

116. Пинский, Ф.И. Оптимизация режимов работы дизелей электронным управлением впрыскивания топлива Текст.: Дисс. докт.техн.наук. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1986. - 406 с.

117. Покровский, Г.П. Электронизация- автомобильных двигателей Текст. / Покровский Г.П. // Республ. сборник "Двигатели внутр. сгорания", -Харьков, 1987 г., вып. 46. С. 80-86.

118. Покровский, Г.П. Электронное управление автомобильными-двигателями Текст. / Под ред. Г.П. Покровского, М.: 34. 335 с.

119. Пономарёв, О.П. Оптимальное управление быстроходными^ дизелями и пути его автоматизации Текст. / Пономарёв О.П. // Автомобильная, промышленность. 1969. - № 12. - С. 1-4.

120. Пономарёв, О.П. Корректирование топливной подачи в дизелях в зависимости от параметров воздуха Текст.: Обзор / Пономарёв О.П., Пьядичев Э.В. М.: НИИНавтопром, 1967. - 40 с.

121. Попов, Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления Текст. / Попов Е.П. М.: Наука, 1979. - 256 с.

122. Попов, Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления Текст. / Попов Е.П. М.: Наука, 1978. - 256 с.

123. Потемкин, В.Г. Вычисления в среде MATLAB Текст. / Потемкин В.Г. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004. - 720 с.

124. Распоряжение Правительства Российской Федерации «О концепции развития автомобильной промышленности России» Текст. / В ред. Распоряжения Правительства Российской;Федерации № 978-Р от 16.07.2002.

125. Рафикумазан, М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем Текст.': В 2-х. т., Пер. с англ. / Рафикумазан М. -М/. Мир, 1988.-288 с.

126. Санковский, Е.А. Справочное пособие по теории систем автоматического регулирования и управления Текст. / Под общ. ред. Е.А. Санковско-го. Мн. «Вышэйш. Щкола»^ 1973. 584 с.

127. Сергин, М.Ю. Автоматизация моделирования технологических процессов для систем управления Текст. / Сергин М!Ю. // Автоматизация и современные технологии. 2002.-№10. - С. 17-24.

128. Симанков, B.C. Методика выбора инструментальных средств для разработки экспертных систем Текст. / Симанков B.C., Тулин A.A. // Автоматизация и современные технологии. 2003. - №1 - С. 12-16.

129. Симпозиум по дизельной топливной аппаратуре фирмы: Роберт Бош, Текст. / Германия, г. Ярославль, Россия/СНГ, 14-15 октября 1992. 70 с.

130. Скобелкин, С.З. Исследование влияния сил трения на динамические характеристики системы автоматического регулирования скорости автомобильного дизеля Текст.: Дисс. канд. техн. наук. Ярославль, 1980 г. 215 с.

131. Смайлис, В.И. Малотоксичные дизели Текст. / Смайлис В.И. JL: Машиностроение, 1972. - 128 с.

132. Смайлис, В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизелестроения Текст. // Двигателестроение. 1991. - № 1. - С. 3-6.

133. Солодовников, В.В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления Текст. / Солодовников B.B. М.: Физматгиз, 1960. - 665 с.

134. Солодовников, В.В. Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы Текст.: Учебное пособие / Под ред. В.В.Солодовникова. М.: Высш. шк., 1991. 255 с.

135. Солодовников, В.В. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Текст. / Под ред. В.В. Солодовникова. Кн. 1. 768 е.; кн. 2. 680 е., 1967; кн. 3, ч. I, 608 с. и ч. 2, 368 е., 1969, М., «Машиностроение»

136. Справочник по автоматизированному электроприводу Текст. / Под. ред. В.А. Елисеева и A.B. Шинянского. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с. ил.

137. Судариков, В.А. Исследование адаптивных нейросетевых алгоритмов решения задач линейной алгебры Текст. / Судариков В.А. // Нейрокомпьютер, 1992. № 3,4. С. 13-20.

138. Суранов, Г.И. Снижение износа двигателей изменением угла опережения впрыскивания топлива при пуске Текст. / Суранов Г.И., Шапин В.В., Бондаренко А.Г. // Двигателестроение. 1988. - № 11. - С.80-83.

139. Тарасик, В.П. Интеллектуальная система управления автомобилем Текст. / Тарасик В.П., Рынкевич С.А. //- Автомобильная промышленность. -2002.-№2.-С. 10-13.

140. Тарасик, В.П. Нечеткие множества как основа синтеза алгоритмов управления ГМТ Текст. // Тарасик В.П., Рынкевич С.А. Автомобильная промышленность. - 2001. - №1. - С. 19-22.

141. Тетерин, Е.П. Высокоточная система автоматического регулирования и стабилизации температуры Текст. / Тетерин Е.П. // Автоматизация и современные технологии. 2004. - №4. - С. 3-8.

142. Толшин, В.И1 Устойчивость параллельной работы дизель-генераторов Текст. / Толшин В.И. Л.: Машиностроение, 1970. - 225 с.

143. Толшин, В.И. Переходные процессы в дизель-генераторах Текст. / Толшин В.И., Ковалевский Е.С. Л.: Машиностроение, 1977. - 168 с.

144. Третьяков, A.A. Адаптивное управление дизельным двигателем Текст. / Третьяков A.A. // Тезисы докладов пятьдесят восьмой научно-технической конф. студентов, магистрантов и аспирантов. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2005. - С. 59.

145. Третьяков, A.A. Математическая модель дизельного двигателя Текст. / Третьяков A.A. // Тезисы докладов пятьдесят девятой научно-технической конф. студентов, магистрантов и аспирантов. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2006. - С. 79-80.

146. Третьяков, A.A. Нечеткая логика в управлении дизельным двигателем Текст. / Третьяков A.A. // Тезисы докладов шестидесятой научно-технической конф. студентов, магистрантов и аспирантов: Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007. - С. 62

147. Уидроу, Б. Адаптивная обработка сигналов Текст.: Пер. с англ. / Уидроу Б. Стириз С. М.: Радио и связь. 1989. - 440 с.

148. Усков, A.A. Алгоритм численного определения областей качества систем Текст. / Усков A.A., Круглов В.В. // Автоматизация и современные технологии. 2003. - №9. - С. 7-9.

149. Файн, М.А. Анализ перспектив развития систем регулирования наддува дизелей с использованием описаний патентов на изобретения Текст. / Файн М.А. И Двигателестроение, 1985. № 3. - С. 3-5.

150. Файнлейб, Б.Н. Оптимизация угла опережения впрыска в дизелях Текст. / Файнлейб Б.Н., Гинзбург A.M., Волков В.И. // Двигателестроение. -1981.-№2.-С. 16-19.

151. Файнлейб, Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей Текст.: Справочник / Файнлейб Б.Н. Л.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

152. Фокин, А.Л. Управление линейным объектом с запаздыванием Текст. / Фокин А.Л., Харазов В.Г. // Автоматизация и современные технологии. 2002. - №5. - С. 13-17.

153. Фомин, Ю.Я. Оптимизация угла опережения впрыска топлива в дизелях на ЭВМ Текст. / Фомин Ю.Я. // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1992.-№ 4-6.-С.72-75.

154. Хрящёв, Ю.Е. Обоснование перспективных способов и разработка средств регулирования- частоты вращения- автомобильных дизелей Текст.: Дисс. докт.техн.наук. Рыбинск: РГАТА, 2000. 360 с.

155. Хрящёв, Ю.Е. Обоснование перспективных способов регулирования частоты вращения автомобильного дизеля Текст. / Хрящёв Ю.Е. // Труды Международного форума по проблемам науки, техники? ш образованиям М.: Академияшаук о земле, 2000. - С. 68 - 70.

156. Хрящёв, Ю.Е. Оптимизация'управления топливоподачей автомобильных ДВС Текст.: Учеб. пособие / Хрящёв Ю.Е. // Яросл. гос. техн. ун-т. -Ярославль, 2000. 72 с.

157. Хрящёв, Ю.Е. Электронное управление работой автомобильных двигателей Текст.: Учеб. пособие / Хрящёв Ю.Е., Блаженнов Е.И. Яросл. политехи. ин-т. - Ярославль, 1990. - 92 с.

158. Хрящёв, Ю.Е. Статистический критерий качества систем управления транспортным дизелем Текст. / Хрящёв Ю.Е., Блаженнов Е.И. // Двигатель 97. Материалы международной конференции. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. - С. 72.

159. Хрящёв, Ю.Е. Конспекты по современной автоэлектронике Текст.: Учебное пособие / Хрящёв Ю.Е., Жаров А.В., Блаженнов Е.И. Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 1999. - 127 с.

160. Хрящёв, Ю.Е. Применение размерных цепей для решения конструкторских и технологических задач Текст.: Учебное пособие / Хрящёв Ю.Е., Желтяков В.Т. Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 1995. - 355 с.

161. Хрящев, Ю.Е. Электроника корректирует подачу топлива в дизель Текст., / Хрящёв Ю.Е., Матросов JI.B., Трепов A.M., Полягошко В.Н. // Автомобильная промышленность. 2001. - №7. - С. 13-16.

162. Хрящёв, Ю.Е. Определение параметров системы автоматического1 регулирования скорости дизеля Текст. / Хрящёв Ю.Е., Субботина С.И., Ско-белкин С.З. Ярославль: ЯПИ, 1978 - С. .Деп. НИИНАвтопром, №9/95, 1979 г., № Д 398.

163. Хрящёв, Ю.Е. Проблемы сопровождения приемо-сдаточных испытаний топливной аппаратуры и дизелей с системой ЭСУ-1А Текст. / Хрящёв Ю.Е., Третьяков A.A., Кузнецов А.П. // Электроника и электрооборудование транспорта 2008. - №5. - стр. 23-25.

164. Хрящев, Ю.Е. Особенности разработки электромагнитных устройств для управления топливоподачей автомобильных дизелей Текст. / Хрящёв Ю.Е., Яманин А.И., Овчинников C.B. // Известия вузов. Машиностроение. -2001-№2-3-С. 67-71.

165. Хрящёв, Ю.Е. Микропроцессорные системы управления топливоподачей автомобильного дизеля Текст. / Хрящёв Ю.Е., Ерёмин Г.В., Круглов А.Н. // Электронные системы управления двигателем и агрегатами автомобиля:

166. Тез. докл. межд. симп. по автоэлектрике и автоэлектронике. Суздаль. - 2001. -С. 24-25.

167. Цыпкин, Я.З. Теория линейных импульсных систем / Цыпкин Я.З. М.: Физматгиз, 1968. - 968 с.

168. Чемоданов, Б.К. Математические основы теории автоматического регулирования Текст. / т.1. Под ред. Б.К. Чемоданова. Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. школа, 1977. 366 с.

169. Чистяков, В.К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания Текст. / Чистяков B.K. М.: Машиностроение, 1989.-256 с.

170. Шадский, Г.В. Моделирование адаптивного управления при обработке точением в условиях автоколебаний Текст. / Шадский Г.В., Золотых С.Ф. // Автоматизация и современные технологии. 2002. -№5. - С. 18-21.

171. Шатров, В.И. Проблемы создания и совершенствования систем управления дизелей Текст. / Шатров В.И., Кузнецов А.Г., Марков В.А. // Известия вузов. Машиностроение. 1999. - № 5-6. - С. 76-87.

172. Шестухин, В.И. Работа автомобильного дизельного двигателя при неустановившейся нагрузке Текст. / Шестухин В.И. М.: Транспорт, 1966. -28 с.

173. Шульце, К.П. Инженерный анализ адаптивных систем Текст. / Шульце К.П., Реберг К.Ю. Перевод с немецкого под ред. A.C. Бондаревского, М.: 1992. 276 с.

174. Ющенко, A.A. Расширение возможностей использования турбо-наддува регулированием угла опережения впрыскивания топливаТекст. / Ющенко A.A. // Двигателестроение. 1990. - № 8. - С.50-52.

175. Яманин, А.И. Динамика поршневых двигателей Текст.: Учебное пособие / Яманин А.И., Жаров А.В. М.: Машиностроение, 2003. 464 е., ил.

176. Яркин, Ю.К. Математическая модель дизеля с изменяемым углом опережения впрыскивания топлива Текст. / Яркин Ю.К., Дивин Е.А., Светличный И.В. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. XIII. - М.: МАМИ. -1996. 207 с.

177. Burman, P. Fuel Injection and controls for internal combustion engine Текст. / Burman P., Luca F. New York, 1962. - 291 p.

178. Caterpillar PEEC electronic controls for truck diesels Текст. // Diesel Progress North American. -1985. 51. № 8. P. 28-30.

179. Chuck, Karr. Genetic Algorithms for Fuzzy Controllers, AI Expert Текст. / Chuck Karr. 1991, Febriary, pp.25-32.

180. D.E. Goldberg. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning Текст. /D.E. Goldberg — Addison-Wesley 1989.

181. G. Stumhh Injection Equipment for Heavy Duty Diesel Engine for U.S. Текст. 1991/1994. Emission Limits / G. Stumhh, Polach, N. Muller, I. Warga. W. Fuel//SAE Technical Paper Series. -1989. 890851. - 13 p.

182. Hiemesch, O. Das BMW-Abgasreinigungskonzept fur Dieselmodelle Текст. /Hiemesch O., Lonkai G., Schenkermayr G. //MTZ. 1990. - Jg.51. - № 5. - S.196-200.

183. Kawai ,M. Toyota's New Microprocessor Based Diesel Engine Control System for Passenger Cars Текст. / Kawai M., Miyagi H., Nakano J. //IEEE Transaction on Industrial Electronics. -1985. - Vol. 32. -№ 4. P. 289-293.

184. Kim Chwee Ng Design of Sophisticated Fuzzy Logic Controller Using Genetic Algorithms Текст. / Kim Chwee Ng, Yun Li. // Proc. 3rd IEEE Int. Conf On Fuzzy Systems, Orlando, FL, June, 1994, vol.3, pp.1708-1712.

185. La regulation electronique de L'injection diesel et son integration an vehicule automobile Текст. //Ingenieurs del 'automobile. -1987. —№ 10. — P. 55, 5759.

186. Parker, R.F. Future Fuel Injection Requirements for Mobile Equipment Diesel Engines Текст. / Parker R.F. // Diesel and Gas Turbine Progress. 1976. -Vol.42. -№ 10. - P. 18-19.

187. Sliiozaki, M. Development of a Fully Capable Electronic Control System for Diesel Engine Текст. / Shiozaki M., Hobo N., Akahori J. // SAE Technical Paper Series. -1985. № 850172. - P.8.

188. The Nippon Denso in-line injection pumps with electronic control for the clean diesel engines Текст. /SAE Tech. Pap., 1987, № 870436, p. 65 77.

189. Takahashi, Y. Parametereinstellung bei linearen DDC-Algorithmen Текст. / Takahashi Y., Chan C.S. Auslander D.M. Regelungstechnik und Prozessdatenverarbeitung, 19, 237-244.

190. Trenne, M. U. Closed Loop Design for Electronic Diesel Injection Systems Текст. // Trenne M. U., Ives A.P. SAE Technical Paper Series. - 1982. - № 820447. -P. 133-139.

191. Welbourn, D.B. The essentials of control theory for mechanical engineers Текст./Welbourn D.B. London, 1963. - 172 p.

192. William Weseloh. EEC IV Full Authority Diesel Fuel Injection Control Текст. / William Weseloh. //SAE Technical Paper Series, 861098,1986.

193. Ziegler, J.C. Optimum settings for automatic controllers Текст. / Ziegler J.С. Nichols N.B. //ASME. Transactions, 1942. Vol. 64. №> 8.

194. Nils-Olof Nylund. LANGV Review Paper on NGV Emissions Текст. / Nils-Olof Nylund, Nylund Nils-Olof, Alex Laws on // Transportation for the New Century. 7th International Conference and Exhibition on Natural Gas Vehicles. — Japan, 2000. 784 c.