Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utveckling av gasutbytesmodellering och reglerstrategi för spark ignited engine
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.), Mechatronics.
2018 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Gas Exchange Modelling and Control Strategy Development for Spark Ignited Engine : Model Based Control Strategy Development for SI Engine (English)
Abstract [sv]

Regeringens lagstiftare ökar ständigt kraven på att kontrollera utsläppen från tunga fordon för att upprätthålla hållbar miljö. Samtidigt ökar också behovet av snabb respons och lägsta bränsleförbrukning ur kundens perspektiv. För att möta efterfrågan måste den integrerade kontrollarkitekturen göras robust och snabb genom att använda optimalt luftmassflöde och EGR i cylindern för att få önskat vridmoment genom att upprätthålla luftbränsleförhållandet (AFR) som stökiometri i alla driftsområden. För att upprätthålla temperaturen och trycket i avgassamlaren har EGR (exhaust gas recirculation) införts i de gnisttändda motorerna, vilket förbränner de återcirkulerade avgaserna. I denna uppsats har en modellbaserad styralgoritm utvecklats genom modellering av trottel, EGR och waste-gate ventil med korsfrekvenser. Algoritmen syftar till att uppnå det önskade luftflödet och EGR så fort som möjligt under transienter vid alla driftspunkter (motorvarvtal och last). För att utvärdera kontrollstrategin modellerades en femcylindrig motor i programmet GT-SUITE. De modellbaserade regulatoralgoritmerna är utvecklade i SIMULINK genom att upprätta en kommunikationslänk med funktionell Mock-Up Interface (FMI). Den modellbaserade reglering är framkopplad med en förstyrning i form av en "Gain Schedulerad" PID regulator vilken är integrerad med modellen till en kaskadreglering. En serie av transienta steg har analyserats genom att steg i last gjordes vid olika motorvarvtal. Den algoritm som utvecklas gav tillfredsställande resultat där svarstiden har ökats och oscillationerna dämpas i större utsträckning.

Abstract [en]

Government legislators constantly increasing the demands on controlling the emission from heavy-duty vehicles for maintaining sustainable environment. At the same time, from the customer's perspective, a much needed demand for fast response and minimal fuel consumptions is also increasing. To get the desired torque, the control architecture has to be made robust and fast by using optimal air mass flow and EGR rate into the cylinder by maintaining the Air-Fuel Ratio (AFR) at stoichiometry at all operating regions. In order to maintain the temperature and pressure in the exhaust manifold, Exhaust Gas Recirculation (EGR) valve has been introduced in the spark- ignited engines which feeds back the burned exhaust gases into the intake manifold. In this thesis, a Model-based control algorithm has been developed by modelling throttle, EGR and waste-gate actuators with cross sensitivities. The algorithm aims at achieving the requested air flow and EGR rate as fast as possible during the transients at all operating points (Engine Speed and load). To evaluate the control strategy, a five-cylinder engine was modelled in GT-SUITE software. The model-based controller algorithms is designed in SIMULINK by establishing a communication link using Functional Mock-Up Interface (FMI). The Model-based controller is pre-fed with a pre- filter/pre-controller using Gain Scheduling PID algorithm which is integrated to form a closed loop cascade controller. Series of analysis has been done in transient domain by varying the load requests and the operating points (Engine Speed). The algorithm that is developed gave satisfactory results where the response time has been increased and the oscillations are damped to a greater extent.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 58
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-244394OAI: oai:DiVA.org:kth-244394DiVA, id: diva2:1290240
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-02-20 Created: 2019-02-20 Last updated: 2019-02-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2049 kB)30 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2049 kBChecksum SHA-512
8366efdc6dc1663601eca0a4bb2231c4c9cd8b632e64a97f7f24f68ce336c6dc5a717b5b1c73d3c35b4371b5997d37338a8f588083cf70585c5e3956af7b499c
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Mechatronics
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 30 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 65 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf