Flexible and robust control of heavy duty diesel engine airpath using data driven disturbance observers and GPR models
Veriye dayalı bozucu gözlemcileri ve GPR modelleri kullanarak esnek ve gürbüz dizel motor havayolu kontrolü
- Tez No: 556765
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Dizel motor geliştirme sürecinde hava yolu kontrolü, gün geçtikçe sıkılaşan emisyon kuralları nedeniyle, önemlidir. Bu tezde, özellikle ağır vasıta araçların dizel motorları için, esnek ve gürbüz bir kontrol çözümü geliştirilmesi ve doğrulanması amaçlanmaktadır. Halihazırda kullanılan ve gelecekte kullanılması düşünülen kontrol üniteleri üzerinde uygulanabilir algoritmaların geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, halihazırdaki kontrol üniteleri için, veriye dayalı bozucu gözlemcisi geliştirilmiş ve kütle hava debisinin (MAF) ve manifold mutlak basıncının (MAP) egzoz gaz geri dönüş valfi (EGR) ve değişken geometrili türbin vanası (VGT) vasıtasıyla takip kontrolünde uygulanmıştır. Önerilen kontrol yapısının kavramsal değerlendirmesi fiziksel motor modeli üzerinde yapılmıştır. Önerilen bozucu gözlemcisi gerçek motor ve seri üretim seviyesi kontrol ünitesi üzerinde uygulanmıştır. Gerçek motorda başarım doğrulaması yasal motor homologasyon testi (WHTC) üzerinde yapılmış, ticari kontrolcü ile karşılaştırılmış ve muadile göre üstün takip başarımı gözlemlenmiştir. Gelecekte kullanılması planlanan elektronik kontrol ünitelerinin kabiliyetlerinden yararlanmak için çalışma ilerletilmiş ve genişletilmiştir. Gaussyen proses regresyon (GPR) modelleri otomotiv endüstrisinde özellikle emisyon modellenmesinde yaygın olmasına rağmen hava yolu kontrol ünde geniş bir uygulamaları yoktur. Bu çalışma GPR modelleri ile havayolu birleşenlerinin modellenmesini, bu modellere dayalı kontrolcü tasarımlarını ve uygulanmasını sunmaktadır. Önerilen GPR yöntemine dayalı kontrolcüler mevcut olan Fiziksel havayolu modelleri üzerinde doğrulanmıştır ve ümit verici sonuçlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Diesel engine airpath control is crucial for modern engine development due to increasingly stringent emission regulations. This thesis aims to develop and validate a Flexible and robust control approach to this problem for speci cally heavy-duty engines. It focuses on estimation and control algorithms that are implementable to the current and next generation commercial electronic control units (ECU). To this end, targeting the control units in service, a data driven disturbance observer (DOB) is developed and applied for mass airflow (MAF) and manifold absolute pressure (MAP) tracking control via exhaust gas recirculation (EGR) valve and variable geometry turbine (VGT) vane. Its performance bene ts are demonstrated on the physical engine model for concept evaluation. The proposed DOB integrated with a discrete-time sliding mode controller is applied to the serial level engine control unit. Real engine performance is validated with the legal emission test cycle (WHTC - World Harmonized Transient Cycle) for heavy-duty engines and comparison with a commercially available controller is performed, and far better tracking results are obtained. Further studies are conducted in order to utilize capabilities of the next generation control units. Gaussian process regression (GPR) models are popular in automotive industry especially for emissions modeling but have not found widespread applications in airpath control yet. This thesis presents a GPR modeling of diesel engine airpath components as well as controller designs and their applications based on the developed models. Proposed GPR based feedforward and feedback controllers are validated with available physical engine models and the results have been very promising.
Benzer Tezler
- Havalı süspansiyonlu ağır ticari araçlar için yükseklik kontrol sistemi yazılımı geliştirilmesi ve devreye alınması
Development and implementation of electronic level control system for air suspended heavy commercial vehicles
CANSU ŞAHBAZ BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN ÜVET
- Kesirli dereceden PI D denetleyicilerin, tasarımı, uygulaması ve karşılaştırılması
Fractional order PI D controllers, design, application and comparison
MEHMET KORKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER AYDOĞDU
- Asenkron makinanın vektör denetimine doymanın etkileri
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. EMİN TACER
- Asenkron makinenin hız sensörsüz vektör kontrolü
Başlık çevirisi yok
ANIL BÜYÜKATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. EMİN TACER
- Nosql veritabanı sistemlerinin performans karşılaştırılması ve analizi
Comparison and analysis of the performance of nosql database systems
SÜLEYMAN ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH SEVİN