[發明專利]一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法

有效

• 申請號: 202010913891.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112096526B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 馬宗正;劉劍;劉忠寶;韓亞南
• 申請（專利權）人: 濟南天易迅達電氣科技有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02B25/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 朱曉熹

1.一種自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，其特征在于，包括，

獲取自由活塞動力機構排量Vd、掃氣口開啟時壓縮室容積V和壓縮比ε；

獲取轉速n，利用所述轉速n與充氣效率映射關系獲取充氣效率η；

獲取壓縮室內溫度T；

根據所述轉速n、自由活塞動力機構排量Vd、掃氣口開啟時壓縮室容積V、壓縮比ε、壓縮室內溫度T、充氣效率η以及氣體常數L計算目標輸出氣壓P的值，所述目標輸出氣壓P的計算公式如下：

控制器根據目標輸出氣壓P控制供氣單元提供氣壓。

2.根據權利要求1所述的自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，其特征在于，獲得所述壓縮室內溫度T包括：

S101，由溫度傳感器測量所述壓縮室內的溫度數據，

S102，通過卡爾曼濾波器對所述溫度數據進行處理獲得所述壓縮室內溫度T。

3.根據權利要求2所述的自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，其特征在于，按相同的時間間隔對溫度傳感器測量值取值；獲取當前測量的溫度數據；

計算第一卡爾曼增益k_k1，k_k1＝上一次溫度估計偏差/(上一次溫度估計偏差+所述溫度傳感器的測量偏差)，

當前估計的壓縮室內溫度＝上一次估計的壓縮室內溫度+k_k1×(當前測量的溫度數據-上一次估計的壓縮室內溫度)，

更新當前溫度估計偏差＝(1-k_k1)×上一次溫度估計偏差，并按照上述過程繼續遞歸，直至當前溫度估計偏差小于第一閾值。

4.根據權利要求1所述的自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，其特征在于，所述控制器采用DMC算法控制所述供氣單元實現所述目標輸出氣壓的輸出。

5.根據權利要求4所述的自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，其特征在于，

創建預測模型，Y(k)＝Y₀(k)+AΔU(k)，式中Y(k)表示在k時刻對未來B個時刻的氣壓輸出預測，Y0(k)表示在k時刻的氣壓輸出預測初值，ΔU(k)表示M個連續的氣壓增量序列，A表示ΔU(k)的階躍響應序列組成的動態矩陣；

配置氣壓采樣周期Ts，配置預測步長B，配置控制步長M，配置截斷步長N。

6.根據權利要求5所述的自由活塞動力機構掃氣系統外部供氣方法，其特征在于，取最小時獲得最優ΔU_M(k)，而ΔU_M(k)＝(A^TQA+R)^-1A^TQ[P_B(k)-Y_B0(k)]，將所述最優ΔU_M(k)中的第一個元素作為當前時刻氣壓預測下一時刻的氣壓增量對下一時刻進行氣壓輸出預測；ΔU_M(k)中的第一個元素加權作為所述供氣單元的控制參數；

式中，P_B為在未來B個時刻的目標輸出氣壓值矩陣，

ΔU_M(k)＝[ΔU(k)，ΔU(k+1)，……ΔU(k+M-1)]^T為M個時刻的氣壓增量矩陣，

Q＝diag[Q₁，Q₂，……Q_p]為偏差權矩陣，

R＝diag[R₁，R₂，……R_M]為控制權矩陣。