VMAS195汽车排放测试工况控制系统的研究

VMAS195汽车排放测试技术是实施I/M制度的关键技术。本文通过理论与试验研究相结合的方法,重点研究了VMAS195汽车排放测试工况控制系统的相关理论、技术和应用问题,研究成果具有理论意义和实际工程应用价值。 通过对汽车道路行驶阻力和汽车在底盘测功机上运行的动力学分析,建立了底盘测功机模拟汽车道路行驶阻力的数学模型。根据汽车驱动轮在道路上行驶时和在底盘测功机上试验时在相同的驱动轮驱动力变化ΔFt作用下,产生相同的汽车驱动轮瞬时角加速度的原理,建立了通过加载扭矩增量ΔTe的方法来实现底盘测功机模拟汽车道路行驶阻力的数学模型,为汽车在底盘测功机上进行VMAS195测试工况控制提供了理论依据。 通过阐述汽车排放主要污染物的生成机理和影响因素,说明了控制VMAS195试验工况的必要性。根据VMAS195试验工况的特点,进行了VMAS195试验工况控制系统的总体设计。构建的VMAS195试验工况控制系统主要由底盘测功机、工业控制计算机、整流调压装置和司机助等组成,系统总体采用人机复合控制策略。 通过理论分析和试验研究,阐明了电涡流测功器吸收扭矩同时受励磁电流和转速影响,参数非线性、时变和响应速度慢的性能特点,提出了电涡流测功器控制用吸收扭矩的稳态和动态特性模型。 设计了VMAS195试验工况控制系统采用动态矩阵控制DMC的控制方法。为了降低底盘测功机转速变化对电涡流测功器吸收扭矩控制的影响,提出了VMAS195试验工况采用车速反馈预测补偿的解耦控制方案。 应用预测控制和解耦控制的理论和技术,设计并开发了基于DMC、具有模型增益系数和解耦功能的VMAS195工况扭矩控制器。DMC预测控制提高了电涡流测功器扭矩控制的响应速度;模型增益系数改善了系统控制的鲁棒性,提高了系统对被测车型和测试条件的适应性;采用车速反馈预测补偿解耦,有效降低了VMAS195试验工况控制时扭矩响应的最大冲击值。 采用LabVIEW和Visual C++两种高级程序语言相结合的方法,设计和开发了VMAS195试验工况控制的软件系统,并进行了试验。试验结果表明,系统方案合理,总体设计可行。