شبيه سازي موتور احتراق جرقه اي و كنترل آلايندگي با كمك كنترلر پي آي

Spark ignition engine simulation and pollution control by PI controller

كنترل احتراق داخلي يكي از سخت ترين انواع كنترل است. صنايع توليد موتورها به دنبال كاهش مصرف سوخت و آلايندگي، بالا بردن قدرت و راندمان موتور مي باشند. همچنين توليد خودرو رو به رشد است و دولت ها خواستار كاهش آلايندگي توليد شده توسط موتورها هستند. نسبت هوا به سوخت در موتورها و محدود كردن آن به يك عدد استاندارد در مهندسي كنترل احتراق، نسبت به بقيه ي پارامترهاي موتور ضروري تر مي باشد. يكي از بهترين روش ها براي كنترل موتور، شبيه سازي سيستم ديناميك موتور است. اين مقاله يك روش تجربي جهت توصيف رفتار ديناميكي سيستم موتور مي باشد، به صورتي كه پيچيدگي هاي غير ضروري حذف شدند. در اين مقاله ابتدا يك مجموعه شبيه سازي براي يك موتور احتراق جرقه اي انجام خواهيم داد كه شامل تمام پارامترهاي ديناميكي موتور مي باشد. نتايج حاصل از شبيه سازي، بسيار نزديك به نتايج آزمايشگاهي مي باشد. سپس براي كنترل نسبت هوا به سوخت در موتورهاي احتراق جرقه اي يك كنترلر جديد را جهت كنترل مصرف سوخت و كاهش آلايندگي، مطرح مي نماييم. پس از شبيه سازي، كنترل PI را جهت كنترل نسبت هوا به سوخت به كار مي گيريم. در آخر، مقايسه نشان مي دهد كنترلر مطرح شده در اين مقاله ) PI (، بهتر از كنترلر هاي حال حاضر عمل مي نمايد. در واقع كنترل مطرح شده ما، انحراف بين نسبت هوا به سوخت را كم مي كند به صورتي كه خطاي نسبت هوا به سوخت را به 22 درصد برسانيم.

Internal combustion control is one of the most difficult types of control. Motor manufacturing industries seeks to reduce fuel consumption and emissions, increasing the power and engine efficiency. Also, Automobile production is growing and the governments want to reduce the emissions produced by the engines. Air to fuel ratio in engines and limiting it to a standard number in combustion control engineering, is more essential than another engine parameters. One of the best ways to control the engine is simulation of dynamic system of engine. This paper is an experimental method for description of dynamic behavior of the engine system, as unnecessary complexity was deleted. In this paper, we will perform a simulation set for a spark combustion engine which includes all the dynamic parameters of the engine. The results of the simulation are very close to the experimental results. Then to control the Air to fuel ratio in spark combustion engines we present a new controller to control fuel consumption and reduce emissions. After the simulation, we apply PI control for controlling the Air to fuel ratio. Finally, Comparison shows that the controller expressed in this paper acts better than current controllers.In fact, our proposed control reduces the deviation between the Air to fuel ratio so that we can reach to error of Air to fuel ratio to 20%.