Nonlinear EGR and VGT Control with Integral Action for Diesel Engines

Abstract

-Régulation de Recirculation des Gaz d'Echappement (RGE) et de Turbine à Géométrie Variable (TGV) non linéaire avec action intégrée pour moteurs Diesel-Une conception de régulation non linéaire à variables multiples avec action intégrée est proposée et étudiée pour une régulation de la Recirculation des Gaz d'Echappement (RGE) et une Turbine à Géométrie Variable (TGV) au sein de moteurs Diesel à usage industriel. L'objectif principal de la régulation consiste à réguler le rapport oxygène / carburant et la fraction de RGE de tubulure d'admission, qui sont spécifiés au sein d'une boucle extérieure. Ceux-ci sont choisis en tant que variables de performance principales puisqu'ils sont fortement associés aux émissions. Une conception de régulation non linéaire existante basée sur une linéarisation en retour est étendue avec une action intégrée. En particulier, la méthode de conception de régulation utilise une fonction de Lyapunov, une régulation optimale inverse et une transformation de données d'entrée non linéaire. Des comparaisons entre des structures de régulation différentes sont réalisées par des simulations présentant les quatre points suivants. Premièrement, une action intégrée est nécessaire pour gérer les erreurs de modèle, de sorte que le régulateur puisse suivre les variables de performance spécifiées dans la boucle extérieure. Deuxièmement, la conception de régulation proposée gère les effets non linéaires au sein du moteur Diesel, ce qui conduit à des erreurs de régulation moindres par comparaison avec une structure de régulation au moyen de régulateurs PID. Troisièmement, il est important d'utiliser la transformation de données d'entrée et il est suffisant d'utiliser une structure de régulateur dotée de contrôleurs PID et d'une transformation de données d'entrée pour gérer les effets non linéaires. Quatrièmement, la conception de régulation proposée est sensible aux erreurs de modèle au cours de la transformation de données d'entrée tandis qu'une structure de régulation dotée de contrôleurs PID et d'une transformation d'entrée gère ces erreurs de modèle.

CLF-based nonlinear control design for turbocharged Diesel engine

“…The first step in our control method is to construct a CLF V (x), which is done by feedback linearization [8], [9]. Input-output linearization is a method of rendering the input-output behavior of a multivariable nonlinear system linearized by coordinate transformation and feedback (see [15] for details)).…”

“…In this paper, we develop a nonlinear control design based on Control Lyapunov Function (CLF) which was proposed in [7], [8] and has subsequently been extended with integral action in [9]. Reference [10] considers this type of controller to a Diesel engine model with delay using the method of Lyapunov-Krasovsky functionals.…”

Exhaust Gas Recirculation Control for Large Diesel Engines – Achievable Performance with SISO Design

“…Control dealing with both variable geometry turbine and EGR was recently treated in Wang et al [2011a,b] using linear robust design. Good results with non-linear methods were shown in Kotman et al [2010], Wahlström and Eriksson [2011a], but non-linear dynamic models are needed with an accuracy not available for large two-stroke engines. This paper first introduces an experimentally verified nonlinear model.…”

Sum of squares based nonlinear control design. Application to biodiesel engine

“…Nowadays diesel and biodiesel engines are good solutions for technic applications due to their low fuel consumption and durability. Therefore to develop optimal control strategy design of automotive diesel engine by using model based technologies [2], [3], [4], [5] is an important problem.…”