Konzepte zur Regelung von Ladedruck und AGR-Rate beim ...

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fahrzeugdieselmotoren untersucht [3]. Bei Pkw-Dieselmotoren ist es Stand der Technik, als Regelgröße den Frischluftmassenstrom zu verwenden, um die messtechnisch nicht erfassbare Abgasrückführrate (AGR-Rate) einzustellen. Beim Nutzfahrzeug müssen auch bei hohen Lasten niedrige Abgasrückführraten (
gerät garantiert werden kann. Die Verstärkungsfaktoren dieses linearen Modells werden mittels Gain Scheduling an das nichtlineare Verhalten der Strecke angepasst [6]. Linearer MPR Die Einstellparameter des Modellgestützten Prädiktiven Reglers (MPR) sind für einen Eingrößenprozess (SISO) in Bild 1 dargestellt. Die prädizierte Regelgröße wird bis zum oberen Prädiktionshorizont N 2 berechnet. Als Prädiktionsfenster bezeichnet man die Zeit zwischen dem unteren und oberen Prädiktionshorizont N 1 und N 2 . Bild 1: Horizonte der Prädiktiven Regelung AGR-Ventilstellung u 1 G 11 y 1 G 21 G 12 u 2 VTG-Stellung G 22 Bild 2: Lineares Streckenmodell Luftmassenstrom bzw. AGR-Massenstrom y 2 Ladedruck Für dieses Zeitfenster wird die Kostenfunktion minimiert (Gl. 1). Das Ergebnis ist der Vektor ∆u der zukünftigen Stellgrößenänderungen der Stellgröße u. Der Freiheitsgrad des Optimierungsproblems ergibt sich aus dem Stellhorizont N u (der Anzahl der möglichen Änderungen der Stellgröße) und den Prädiktionshorizonten. Nach N u Abtastschritten wird die Stellgröße für die Optimierung als konstant angenommen. Übertragen auf den hier vorliegenden Mehrgrößenfall mit zwei Eingangsgrößen und zwei Ausgangsgrößen, ergeben sich folgende freie Parameter der Kostenfunktion. Dies sind der Stellhorizont (N u ), für jede Regelgröße der untere und der obere Prädiktionshorizont (N 11 , N 21 , N 12 , N 22 ) und die Wichtungsfaktoren (γ 1 , γ 2 ) der Regelgrößen. N 21 22 2 2 ∑ ( k+ i k+ i) γ ∑ ( k+ i k+ i) (1) J = γ Sollwert − Prädiktion + Sollwert −Prädiktion 1 1 1 2 2 2 i= N11 i= N12 Die für das vorliegende Reglerkonzept genutzte Kostenfunktion (Gl. 1) enthält die Summe der Fehlerquadrate des Fehlers zwischen dem Sollwert und der vorhergesagten Regelgröße (Prädiktion) innerhalb des Prädiktionsfensters. N
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