[发明专利]一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法

权利要求书

1.一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)由已知弹性模量与燃油压力的数据拟合出它们之间的关系式；

(2)根据燃油压力变化量和密度变化量关系得到密度与压力的关系；

(3)通过质量守恒和其他物理关系得到压力与时间的微分方程，再利用欧拉前向差分求出油管内压力随时间的变化；以油泵阀门开放时间为自变量变量，任意时刻的压力与稳态压力差最小为目标函数建立目标优化模型；

(4)通过燃油进出质量守恒原理确定阀门开启时长的预测区间,并在预测区间内利用变步长搜索法求解最佳的阀门开放时间；

(5)对稳压控制方法进行误差分析和灵敏度分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，步骤1的具体实现如下：

在进行建模之前先做出以下假设：

a.忽略燃油通过管道时惯性作用的影响；

b.假设喷油嘴外的压力为大气压力；

c.为保证燃油充分燃烧，燃油在高压油管内呈颗粒状均匀分布，假设颗粒足够小；

d.忽略燃油系统某些部分的内部压力的改变而变形；

e.在整个燃油流动的过程中，不考虑温度的变化对系统性能造成的影响；

f.不考虑燃油的粘度，即液态自身流动的内阻力，对高压油管内燃油流动的影响；

g.忽略油管在变截面处的压力损失，不考虑在变截面处的突变；

设E为弹性模量，P为燃油压力，E和P的数据已给出,用matlab对弹性模量与压力的值进行拟合，得到压力与弹性模量的关系：

E(P)＝a+b·exp(c·P) (1)

其中a,b,c为常数。

3.根据权利要求1所述的一种基于差分的最优高压油管稳压控制方法，其特征在于，步骤2的具体实现如下：

根据燃油压力变化量ΔP与密度变化量Δρ的关系

对压力变化量和密度变化量作差分，取压力变化步长为0.5MPa得到第i个状态和第i+1个状态密度和弹性模量关系的离散格式为：

其中E_i为第i个状态燃油的弹性模量，ρ_i为第i+1个状态燃油的密度，P_i第个状态燃油的压力；

为了减小离散时的误差，用第i个状态和第i+1个状态的弹性模量的均值代替式(3)中的E_i，因此式(3)化为

即