A two-stage multiobjective predictive control approach for low temperature combustion engines

• Eine zweistufige multikriterielle prädiktive Regelungsmethode für Niedertemperatur-Verbrennungsmotoren

Albin Rajasingham, Thivaharan; Abel, Dirk (Thesis advisor)

Als Ms. gedr.. - Düsseldorf : VDI-Verl. (2014)
Doktorarbeit

In: Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 8, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik 1233
Seite(n)/Artikel-Nr.: XII, 158 S. : Ill., graph. Darst.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Kurzfassung

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Erforschung von nichtlinearen Modellbasierten Prädiktiven Reglern (MPC) für Verbrennungsmotoren mit homogenisierter Niedertemperatur-Verbrennung. Hierbei werden sowohl der ottomorische (GCAI) als auch der dieselmotorische Prozess (PCCI) betrachtet, insbesondere mit dem Ziel der Vergrößerung des Betriebsbereichs. Zu diesem Zweck wird eine MPC Methode entwickelt, welche auf einer zweistufigen Berechnung der Stellgrößen beruht, die eine echtzeitfähige, multikriterielle Optimierung ermöglicht. Der Ansatz, bestehend aus dem Reglerentwurf und der zugehörigen Systemidentifikation wird für beide Motorenkonzepte untersucht. Es wird aufgezeigt, dass mit dieser Regelungsmethode der Betriebsbereich für den GCAI-Motor vergrößert werden kann, da z.B. die entstehende Zyklus-zu-Zyklus Dynamik berücksichtigt werden kann. Beim Dieselmotor kann das entwickelte Konzept genutzt werden, um die berechneten Stellgrößen hinsichtlich ökonomischer Kenngrößen wie Kraftstoffverbrauch zu optimieren, wodurch eine automatische Entscheidung zwischen konventionellem und PCCI Modus getroffen wird. Das entwickelte Konzept wird sowohl simulativ als auch experimentell validiert.

Einrichtungen

• Lehrstuhl und Institut für Regelungstechnik [416610]