CN113803179A - 发动机控制方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发动机控制方法、装置及电子设备，获取针对于发动机的控制指令后，获取该发动机的待控制参数的测量值；基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行。本发明中考虑到变压差燃油执行机构在工作时会受到发动机的影响，采用了以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象的控制模型控制发动机的运行，提高了发动机的控制效果。

Description

发动机控制方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，尤其是涉及一种发动机控制方法、装置及电子设备。
背景技术
相关技术中，在对变压差燃油执行机构进行控制时，通常采用液压机械式装置的控制方式。然而，上述采用液压机械式装置的控制方式其本质是定参数的比例控制，难以达到较好的控制效果以及发挥发动机的最佳性能，控制效果较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机控制方法、装置及电子设备，以提高对发动机的控制效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种发动机控制方法，该方法应用于控制器，控制器、变压差燃油执行机构以及发动机依次连接；该方法包括：获取针对于发动机的控制指令；控制指令包括待控制参数以及待控制参数对应的目标值；获取发动机的待控制参数的测量值；基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行；控制模型以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述控制模型通过以下方式确定：基于发动机与变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型；基于单变量控制理论以及发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，建立基于比例积分微分控制器的初始控制模型；基于差分进化算法对初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，基于发动机与变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型的步骤，包括：基于小偏差法，生成所述发动机在稳态工作点的线性化状态空间模型；基于小偏差法，生成所述变压差燃油执行机构在稳态工作点的线性化模型；基于在稳态工作点的所述发动机线性化状态空间模型、所述变压差燃油执行机构的线性化模型，以及所述发动机与所述变压差燃油执行机构之间的关联关系，得到发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，基于差分进化算法对初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型的步骤，包括：根据预设的搜索范围、算法参数及差分进化算法，对初始控制模型的参数进行训练；基于训练后的初始控制模型确定训练适应度；在训练适应度满足预设条件和\或对初始控制模型的训练次数等于预设的最大世代数时，停止训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述待控制参数的目标值包括目标转速；待控制参数的测量值包括当前转速；基于待控制参数的目标值、测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油的步骤，包括：基于目标转速以及当前转速，确定变压差燃油执行机构对应的目标燃油量；基于预先获取的变压差燃油执行机构的结构参数，确定变压差燃油执行机构的计量活门对应的目标位移参数；将目标位移参数发送至变压差燃油执行机构，控制变压差燃油执行机构向发动机输送目标燃油量对应的燃油。
第二方面，本发明实施例还提供一种发动机控制装置，该装置设置于控制器，控制器、变压差燃油执行机构以及发动机依次连接；该装置包括：指令获取模块，用于获取针对于发动机的控制指令；控制指令包括待控制参数以及待控制参数对应的目标值；测量值获取模块，用于获取发动机的待控制参数的测量值；控制模块，用于基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行；控制模型以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该装置还包括：增广模型建立模块，用于基于发动机与变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型；初始控制模型建立模块，用于基于单变量控制理论以及发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，建立基于比例积分微分控制器的初始控制模型；模型确定模块，用于基于差分进化算法对初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，第一模型建立模块还用于：基于小偏差法，生成发动机在稳态工作点的线性化状态空间模型；基于小偏差法，生成变压差燃油执行机构在稳态工作点的线性化模型；基于在稳态工作点的发动机线性化状态空间模型、变压差燃油执行机构的线性化模型，以及发动机与变压差燃油执行机构之间的关联关系，得到发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供了一种发动机控制方法、装置及电子设备，获取针对于发动机的控制指令后，获取该发动机的待控制参数的测量值；基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行。该方式中考虑到变压差燃油执行机构在工作时会受到发动机的影响，采用了以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象的控制模型控制发动机的运行，提高了发动机的控制效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种发动机系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种发动机控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种转速控制系统的信号流向图；
图4为本发明实施例提供的一种燃油执行机构的结构原理图；
图5为本发明实施例提供的一种压差活门的受力示意图；
图6为本发明实施例提供的一种计量活门的结构原理图；
图7为本发明实施例提供的一种定压差燃油执行机构中，计量孔的形状示意图；
图8为本发明实施例提供的一种变压差燃油执行机构中，计量孔的形状示意图；
图9为本发明实施例提供的一种转速控制方法的原理图；
图10为本发明实施例提供的一种转速控制方法的原理图的简化图；
图11为本发明实施例提供的控制模型生成过程流程图；
图12为本发明实施例提供的转速控制方法中差分进化算法所应用的simulink模型示意图；
图13为本发明实施例提供的一种发动机控制装置的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
航空发动机或燃气轮机一般使用燃油作为燃料，并通过将热能转化为机械能来提供推力。根据推力的需求，转速控制系统计算发动机所需的燃油流量，并通过燃油执行机构提供给燃烧室，从而保证航空发动机/燃气轮机的转速。
燃油执行机构中的计量部分存在两种工作方式：定压差计量与变压差计量。目前多数主燃油控制系统采用了定压差计量。通过定压活门来保证流经计量活门的燃油前后压差固定，意味着燃油流量仅由计量活门流通面积所决定，从而在一定程度上方便了设计。但是定压活门的工作原理决定了实际工作过程中压差在某一范围内变化，而非固定，这对系统来说引入了误差。并且，定压活门工作过程中的稳定性同样是设计时需要考虑的问题。此外，为保证在不同需求下流量有着一致的相对误差，计量活门的开度和燃油流量的关系通常被设为抛物线，使得计量活门型孔通常有着复杂的形状而不便于加工。
而变压差计量则有效避免了上述问题，且相较于定压差计量的方式有着结构简单、调节灵活的优点。目前现有的变压差计量技术有两种。一种是某型发动机上的液压机械式燃油控制系统采用了变压差计量的方式，整个系统由柱塞泵、流量调节器、分压器、计量活门、变压差活门等组成。流量调节器和分压器分别根据飞行员的操作指令及飞行状态来改变计量活门的开度。此外，变压差活门确定计量活门的前后压差，来保证输出相应的燃油流量。
另一种变压差燃油计量技术，采用了“回油活门+计量活门”的结构，通过同时控制计量活门前后压差和开口面积实现计量装置在大范围下的高精度控制。其中，计量活门主要负责向燃烧室提供所需的燃油流量，其功能同传统燃油计量装置的计量活门组件功能相同。回油活门负责调整计量活门前的燃油流量到低压腔的回油通道，进而改变计量活门前后压力差。
现有的两种使用变压差燃油执行机构的技术主要存在以下缺点：
1.第一种使用液压机械式装置的控制方式，其本质是定参数的比例控制，相较于数字式控制来说，不能达到较好的控制效果以及发挥发动机的最佳性能。
2.第一种为了实现根据飞行员的操作指令及飞行状态来控制的功能，使用了流量调节器与分压器等装置。相较于数字式控制来说，增加了附件的重量。
3.第二种为实现控制，使用了双回路控制，并且通过改变回油来调整压差。一方面双回路控制大大增加了设计的难度；此外，系统大量的回油造成了能源的浪费。
基于此，本发明实施例提供的一种发动机控制方法、装置及电子设备，可以应用于各种使用燃油的发动机的控制场景中。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种发动机控制方法进行详细介绍。
本发明实施例提供了一种发动机控制方法，该方法应用于控制器。如图1所示，控制器(Controller)、变压差燃油执行机构(FMU)以及发动机(Engine)依次连接，组成发动机系统。如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S200，获取针对于发动机的控制指令；控制指令包括待控制参数以及待控制参数对应的目标值。
在具体实现过程中，上述待控制参数可以为发动机的转速等；当该待控制参数为发动机的转速时，待控制参数的目标值为目标转速，此时，上述发动机系统也可以成为转速控制系统。该控制指令可以为用户通过移动设备、个人计算机或工业计算机等设备等发送至发动机系统的控制器的。
步骤S202，获取发动机的待控制参数的测量值。其中，该测量值可以为传感器在采集了发动机的相应数据后，发送至控制器的。当该待控制参数为发动机的转速时，待控制参数的测量值为当前转速。
步骤S204，基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行；控制模型以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象。
由于该发动机基于变压差燃油执行机构输送的燃油运行，输送的燃油量与发动机运行时的待控制参数有一定关系，例如当待控制参数为发动机的转速时，发动机的当期转速可以视为与变压差燃油执行机构输送的燃油量成正比，可以基于转速控制系统对发动机的转速进行控制；其中转速控制系统的信号流向图如图3所示。其中，nref为控制指令中的目标转速，也可以称为转速指令，n为实际转速，即上述当前转速。
上述步骤S204可以通过以下方式实现：
(1)基于目标转速以及当前转速，确定变压差燃油执行机构对应的目标燃油量。
(2)基于预先获取的变压差燃油执行机构的结构参数，确定变压差燃油执行机构的计量活门对应的目标位移参数。
其中，燃油执行机构主要由位置闭环作动器(即图4中位置作动器)、计量活门(metering hole)、压差活门(VPDV)、燃油泵(pump)、喷嘴、主油路(Main oil circuit)、副油路(Vice oil circuit)及燃烧室(combustion chamber)等组成。其结构原理图如图4所示。
图4中，压差活门VPDV一方面感受与转速Nh相关的离心飞重力(centrifugalflyweight)，另一方面受到计量活门前后压差的作用力，如受力示意图如图5所示。在平衡状态下，计量活门前后压差Pmb-Pma由此时的转速所保证。流经计量活门的燃油流量公式为
Figure BDA0003269414290000081
其中，μ为流量系数，A为计量活门流通面机；ρ为燃油密度；ΔP为计量活门前后压差。
进一步地，转速指令对应的燃油流量指令可转化为计量活门的流通面积指令，由于计量活门几何形状固定，则燃油流量指令可转化为计量活门的开度指令lref。计量活门的开度l由位置闭环作动器所保证，位置闭环作动器通过改变可移动套筒(movable sleeve)的位置使计量活门的开度l跟踪指令lref，如下图6所示，图中还示出了固定轴衬(Fixedbushing)及计量套筒(Metering sleeve)。
燃油泵是系统的供油元件，其工作原理为在泵后压力(与计量活门前压力Pmb相等)与主油路压力Pmc的共同作用下输出该转速相应的燃油流量。
压差活门同时起到了分配主副油路的作用。计量后的燃油一路通过固定的副油路vice oil circuit节流嘴与副油路喷嘴进入燃烧室，另一路通过可变的主油路main oilcircuit节流孔与固定的主油路喷嘴进入燃烧室。在系统动态调节过程中，压差活门通过改变主油路节流嘴大小从而改变主油路压力Pmc，与燃油泵共同工作达到新的平衡状态。
(3)将目标位移参数发送至变压差燃油执行机构，控制变压差燃油执行机构向发动机输送目标燃油量对应的燃油。
为了便于对上述实现方式进行理解，下面对变压差燃油执行机构特性进行介绍。
关于计量活门：使用定压差燃油执行机构的计量型孔，为保证在不同燃油流量要求下有着相同的相对误差，计量孔的形状如下图7所示。使用变压差燃油执行机构的计量孔可以选择更为规则的形状，这样更方便加工。如使用三角形计量孔如图8所示。三角形的三个角均基于加工便利性的考虑。则当计量孔开度为l时，计量活门的流通面积为：
Amh＝f(θ,l,m)
其中，m表示计量孔的个数，此处取3，沿计量套筒圆周均布，其余参数如图8所示。
关于压差活门：变压差活门受到离心飞重的轴向换算力与计量活门前后的压差力。液体压力作用的面积相等，记为A。离心飞重的轴向换算力是转速和导杆位移的函数，由于导杆位移对轴向换算力的影响较小，为处理方便，认为离心飞重的轴向换算力仅与转速的平方成正比。
以向右为正方向，其运动方程可写为
Figure BDA0003269414290000101
其中，M2表示变压差活门的质量，C2表示变压差活门的阻尼系数，Ks2表示离心飞重轴向换算力与转速平方间的比例系数。
在稳态时，则：
Figure BDA0003269414290000102
流量是
Figure BDA0003269414290000103
的函数，并且我们希望得到参数与转速的关系而非转速平方，所以根据公式及试验数据，拟合出了
Figure BDA0003269414290000104
与nh的关系式，这引入了误差，但一定程度上消除了忽略导杆位移的影响，总的来说，这种影响对于系统来说微乎其微。
Figure BDA0003269414290000105
其中，k为斜率，c为常数。
关于燃油执行机构：流经计量活门的燃油质量流量为
Figure BDA0003269414290000106
节流口的流量系数常取为0.65；航空煤油的密度取为0.78kg/L；则：
Figure BDA0003269414290000107
具体而言，上述实现方式即为转速指令与实际转速的偏差经过控制器作用到燃油执行机构FMU上，输出相应的燃油给发动机，从而保证了发动机转速对指令的跟踪。
由于变压差燃油执行机构在工作工程中会受到发动机的影响，例如变压差燃油执行机构的变压差活门会受到高压转子转速产生的离心力。转速控制方案可细化为如图9所示框图。转速指令负反馈后经过数字控制器(即图中控制器)得到燃油指令，f1表示指令转速下燃油指令与面积指令的关系，其关系式为
Figure BDA0003269414290000111
其中，wfref表示燃油指令对应的燃油流量。
面积指令经过上方的框图得到实际计量活门的面积，在该过程中通过内部回路控制器(inner loop controller)及位置动作器(actuator)对计量孔开度进行了控制。此时变压差活门工作使得计量燃油前后压差与发动机的状态相关，即高压转子转速。f2所表示的关系式为：
wf＝811.84974·A·(k·nh+c)
其中，wf表示实际的燃油流量。
发动机接受计量装置输出的燃油产生高压转子转速。面积指令到实际面积之间的部分从主框图中放到了上面。该部分表示，面积指令得到计量活门的开度指令，开度指令经过位置闭环作动器得到计量活门的实际位移，而位移确定计量活门的实际流通面积。该部分的动态可近似为一阶惯性环节
Figure BDA0003269414290000112
则上述框图9可转化为图10所示的框图。图中虚线框即为所需要控制的增广控制对象。即控制模型可以以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象，如图11所示，上述控制模型通过以下方式生成：
步骤S1100，基于发动机与变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型。
具体而言，可以首先基于小偏差法，生成发动机在稳态工作点的线性化状态空间模型，以双转子发动机为例，其稳态工作点的线性化状态空间模型可表示为：
Figure BDA0003269414290000121
Figure BDA0003269414290000122
其中，a11，a12，a21，a22，b1以及b2均为基于小偏差法得到的参数值，nl低压转子转速。
然后基于小偏差法，生成变压差燃油执行机构在稳态工作点的线性化模型，f2表示了燃油流量与计量活门流通面积和高压转子转速的关系。在相同的稳态工作点，由小偏差理论可得到变压差燃油执行机构的线性化模型为
Figure BDA0003269414290000123
最后基于在稳态工作点的发动机线性化状态空间模型、变压差燃油执行机构的线性化模型，以及发动机与变压差燃油执行机构之间的关联关系，得到发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，如下式所示：
Figure BDA0003269414290000124
Figure BDA0003269414290000125
步骤S1102，基于单变量控制理论以及发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，建立基于比例积分微分控制器的初始控制模型。
在控制对象的线性数学描述确定后，就可以使用单变量控制理论来设计PID(Proportion IntegralDifferential，比例-积分-微分)控制器，也可以在和其它控制回路耦合的情况下使用现代控制理论设计多变量控制器。此处选择PI(Proportion Integral，比例-积分)控制器并使用差分进化算法来优化控制器的参数。
步骤S1104，基于差分进化算法对初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
在实现过程中，可以根据预设的搜索范围、算法参数及差分进化算法，对初始控制模型的参数进行训练；然后再基于训练后的初始控制模型确定训练适应度；最后在训练适应度满足预设条件和\或对初始控制模型的训练次数等于预设的最大世代数时，停止训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
具体而言，差分进化算法的搜索范围可以设为Kp[0,1]以及Ki[0,1]，算法的适应值设为
Figure BDA0003269414290000131
其中，λ是权重因子。第一部分是时间加权绝对误差积分的改进变形。它能在短时间内保证伺服跟踪性能。第二部分是最大输出，其目的是减少系统的超调。如果认为两部分同等重要，则选择λ为0.5。
设置差分进化算法的参数，如比例因子F，交叉概率常数CR，组的大小M，最大世代数G，采样时间δT以及总模拟时间T。
运行算法即可得到控制器。
实例如下：根据计量活门流通面积的几何尺寸，得到其计算公式为：
Figure BDA0003269414290000132
变压差活门的稳态特性关系为：
Figure BDA0003269414290000133
一阶惯性环节取为：
Figure BDA0003269414290000141
归一化后发动机设计点的状态方程为：
u＝1.0,x1＝1.0,x2＝1.0
Figure BDA0003269414290000142
B＝[0.29930.255]T
C＝[01]
将设计点的发动机线性化模型与变压差活门线性化模型增广，并根据下图12所示框架在simulink中搭建模型。图12中，augmented linear model表示增广线性模型，Transfer Fcn表示位置闭环作动器的传递函数，两个增益Gain表示要优化的控制器参数，Out表示输出，输出的第一个分量表示
Figure BDA0003269414290000143
输出的第二个分量表示max(y(t))。
差分进化算法的参数取为权重因子λ＝0.5，比例因子F＝0.8，交叉概率常数CR＝0.8，组的大小M＝30，最大世代数G＝40，采样时间δT＝0.01s以及总模拟时间T＝5s。
算法所得PI控制器的参数为
Kp＝0.0547,Ki＝0.0469
对所设计的使用变压差燃油执行机构的转速控制系统进行了仿真验证，归一化的结果如图13所示。结果显示，所设计的转速控制系统有着较好的转速调节功能。
上述数字式转速控制系统相较于液压机械式能够实现更好的控制效果，更多的控制功能，且能够显著减轻燃油控制系统的重量。且相较于现有的双回路变压差燃油计量装置控制系统，节省了大量回油所消耗的能量，且单回路控制方案实现起来更简单可靠，具有较好的通用性。
本发明实施例提供了一种发动机控制方法，获取针对于发动机的控制指令后，获取该发动机的待控制参数的测量值；基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行。该方法中考虑到变压差燃油执行机构在工作时会受到发动机的影响，采用了以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象的控制模型控制发动机的运行，提高了发动机的控制效果。
对应于上述方法实施例，本发明实施例还提供一种发动机控制装置，该装置设置于控制器，控制器、变压差燃油执行机构以及发动机依次连接；如图13所示，该装置包括：
指令获取模块1300，用于获取针对于发动机的控制指令；控制指令包括待控制参数以及待控制参数对应的目标值；
测量值获取模块1302，用于获取发动机的待控制参数的测量值；
控制模块1304，用于基于待控制参数的目标值、待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制变压差燃油执行机构向发动机输送燃油，以使发动机基于燃油运行；控制模型以变压差燃油执行机构和发动机为增广控制对象。
本发明实施例提供的发动机控制装置，与上述实施例提供的发动机控制方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
进一步地，上述装置还包括：增广模型建立模块，用于基于发动机以及变压差燃油执行机构的结构及工作原理，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型；初始控制模型建立模块，用于基于单变量控制理论以及发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，建立基于比例积分微分控制器的初始控制模型；模型确定模块，用于基于差分进化算法对初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
具体地，第一模型建立模块还用于：基于发动机的结构及工作原理，生成发动机在稳态工作点的线性化状态空间模型；基于发动机的结构及工作原理，生成变压差燃油执行机构在稳态工作点的线性化模型；基于在稳态工作点的发动机线性化状态空间模型以及变压差燃油执行机构的线性化模型，得到发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型。
本发明实施例还提供了一种电子设备，参见图14所示，该电子设备包括处理器130和存储器131，该存储器131存储有能够被处理器130执行的机器可执行指令，该处理器130执行机器可执行指令以实现上述发动机控制方法。
进一步地，图14所示的电子设备还包括总线132和通信接口133，处理器130、通信接口133和存储器131通过总线132连接。
其中，存储器131可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口133(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线132可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图14中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器130中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器131，处理器130读取存储器131中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，该机器可执行指令促使处理器实现上述发动机控制方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例所提供的发动机控制方法及装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机控制方法，其特征在于，所述方法应用于控制器，所述控制器、变压差燃油执行机构以及发动机依次连接；所述方法包括：
获取针对于所述发动机的控制指令；所述控制指令包括待控制参数以及所述待控制参数对应的目标值；
获取所述发动机的待控制参数的测量值；
基于所述待控制参数的目标值、所述待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制所述变压差燃油执行机构向所述发动机输送燃油，以使所述发动机基于所述燃油运行；所述控制模型以所述变压差燃油执行机构和所述发动机为增广控制对象。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制模型通过以下方式确定：
基于所述发动机与所述变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型；
基于单变量控制理论以及所述发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，建立基于比例积分微分控制器的初始控制模型；
基于差分进化算法对所述初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述发动机与所述变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型的步骤，包括：
基于小偏差法，生成所述发动机在稳态工作点的线性化状态空间模型；
基于小偏差法，生成所述变压差燃油执行机构在所述稳态工作点的线性化模型；
基于在稳态工作点的所述发动机线性化状态空间模型、所述变压差燃油执行机构的线性化模型，以及所述发动机与所述变压差燃油执行机构之间的关联关系，得到发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于差分进化算法对所述初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型的步骤，包括：
根据预设的搜索范围、算法参数及所述差分进化算法，对所述初始控制模型的参数进行训练；
基于训练后的初始控制模型确定训练适应度；
在所述训练适应度满足预设条件和\或对所述初始控制模型的训练次数等于预设的最大世代数时，停止训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待控制参数的目标值包括目标转速；所述待控制参数的测量值包括当前转速；
基于所述待控制参数的目标值、测量值以及预先建立的控制模型，控制所述变压差燃油执行机构向所述发动机输送燃油的步骤，包括：
基于所述目标转速以及所述当前转速，确定所述变压差燃油执行机构对应的目标燃油量；
基于预先获取的所述变压差燃油执行机构的结构参数，确定所述变压差燃油执行机构的计量活门对应的目标位移参数；
将所述目标位移参数发送至所述变压差燃油执行机构，控制所述变压差燃油执行机构向所述发动机输送所述目标燃油量对应的燃油。
6.一种发动机控制装置，其特征在于，所述装置设置于控制器，所述控制器、变压差燃油执行机构以及发动机依次连接；所述装置包括：
指令获取模块，用于获取针对于所述发动机的控制指令；所述控制指令包括待控制参数以及所述待控制参数对应的目标值；
测量值获取模块，用于获取所述发动机的待控制参数的测量值；
控制模块，用于基于所述待控制参数的目标值、所述待控制参数的测量值以及预先建立的控制模型，控制所述变压差燃油执行机构向所述发动机输送燃油，以使所述发动机基于所述燃油运行；所述控制模型以所述变压差燃油执行机构和所述发动机为增广控制对象。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
增广模型建立模块，用于基于所述发动机与所述变压差燃油执行机构之间的关联关系，建立发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型；
初始控制模型建立模块，用于基于单变量控制理论以及所述发动机和所述发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型，建立基于比例积分微分控制器的初始控制模型；
模型确定模块，用于基于差分进化算法对所述初始控制模型的参数进行训练，将训练后的初始控制模型确定为控制模型。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述增广模型建立模块还用于：
基于小偏差法，生成所述发动机在稳态工作点的线性化状态空间模型；
基于小偏差法，生成所述变压差燃油执行机构在所述稳态工作点的线性化模型；
基于在稳态工作点的所述发动机线性化状态空间模型、所述变压差燃油执行机构的线性化模型，以及所述发动机与所述变压差燃油执行机构之间的关联关系，得到发动机和变压差燃油执行机构增广的线性化模型。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至5任一项所述的发动机控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至5任一项所述的发动机控制方法。
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