[发明专利]一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法

摘要

本发明公开了一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法，控制方法包括：实时监测自由活塞发动机缸内压力信号和位移信号；控制器根据缸压信号和位移信号利用迭代学习算法对压缩冲程终点进行控制；在当发动机工作于膨胀冲程时，控制器根据缸内燃烧峰值压力估算当前循环燃烧产生的能量；根据所估算的当前循环燃烧能量给定当前循环膨胀冲程电机发电量，以保证活塞组件在随机燃烧循环波动的影响下能够运动到预定位置开始下一循环。本发明的控制方法能够克服汽油内燃机固有的燃烧循环波动，保证自由活塞发动机连续稳定运行。

主权项

1.一种自由活塞发动机稳定运行过程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：10)采集发动机信号：实时监测缸内压力信号和活塞位移信号，具体包括：11)实时监测缸内压力信号和活塞位移信号；12)根据活塞位移信号求导计算得到活塞运动的速度；20)控制压缩冲程终点：以上一循环电机发电量为基础，以上一循环与本循环压缩冲程起点差、上一循环与预定压缩冲程终点差两个量为参考，采用迭代学习控制算法对压缩冲程终点进行控制，具体包括：21)根据活塞位移信号比较当前循环压缩冲程起点和上一循环压缩冲程起点并得到上一循环与本循环压缩冲程起点差；22)根据活塞位移信号比较预定的压缩冲程终点和上一循环的压缩冲程终点得到上一循环与预定的压缩冲程终点差；23)以上一循环膨胀冲程发电量为基础，以根据活塞位移信号得到的上一循环与本循环压缩冲程起点差、上一循环与预定压缩冲程终点差为参考，通过迭代学习控制算法给出本循环压缩冲程发电量，控制器不断计算本循环压缩冲程的实际发电量，并与之前给出的目标发电量进行比较，当实际发电量达到预定的发电量时，电机终止发电，使活塞能够到达预定的压缩冲程终点目标位置；24)对活塞运动的速度进行判断，若反向，则自由活塞发动机开始膨胀冲程工作，控制器控制膨胀冲程终点；25)若活塞运动速度未反向，则继续压缩冲程工作；30)控制膨胀冲程终点：当活塞运动到预定位置或者到预定时刻时，控制器采集此前出现的缸内燃烧峰值压力，通过燃烧峰值压力算出当前循环膨胀冲程的目标发电量，通过调节膨胀冲程发电量来保证活塞组件能够到达到预定的终点位置，具体包括：31)根据缸内压力信号进行比较判断，当到达预定时刻或者活塞到达预定位置时，获取之前出现的缸内燃烧峰值压力；32)控制器根据此前缸内出现的燃烧峰值压力估算当前循环燃烧产生的能量；33)计算当前循环膨胀冲程的电机发电量，使剩余的燃烧能量能够保证活塞到达预定的膨胀冲程终点，继续开始下一循环；34)判断活塞运动速度，若反向，则自由活塞发动机一个工作循环完成，开始下一循环的压缩冲程；35)若活塞运动组件速度未反向，则继续膨胀冲程工作。