| 前言 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第19-37页 |
| 1.1 研究背景 | 第19-20页 |
| 1.2 自由活塞发动机的特点及结构 | 第20-24页 |
| 1.3 自由活塞发动机的发展历史及研究现状 | 第24-33页 |
| 1.3.1 自由活塞发动机的历史 | 第24页 |
| 1.3.2 自由活塞发动机设计与控制研究进展 | 第24-33页 |
| 1.4 目前存在的问题 | 第33-34页 |
| 1.5 本文研究内容 | 第34-37页 |
| 第2章 自由活塞发动机建模 | 第37-59页 |
| 2.1 引言 | 第37页 |
| 2.2 系统结构及工作原理 | 第37-39页 |
| 2.3 自由活塞发动机机理模型 | 第39-49页 |
| 2.3.1 活塞运动动力学模型 | 第39-41页 |
| 2.3.2 热力学模型 | 第41-45页 |
| 2.3.3 电力负载模型 | 第45-47页 |
| 2.3.4 模型动力学特性分析 | 第47-49页 |
| 2.4 基于AMESim的自由活塞发动机模型 | 第49-57页 |
| 2.4.1 自由活塞发动机AMESim模型建立 | 第50-52页 |
| 2.4.2 模型合理性验证 | 第52-53页 |
| 2.4.3 控制变量选取研究 | 第53-57页 |
| 2.5 本章小结 | 第57-59页 |
| 第3章 基于模型预测控制的自由活塞发动机控制 | 第59-83页 |
| 3.1 引言 | 第59-60页 |
| 3.2 控制问题描述及面向控制器设计的模型 | 第60-63页 |
| 3.2.1 控制问题描述 | 第60-62页 |
| 3.2.2 面向控制的离散模型 | 第62-63页 |
| 3.3 模型预测控制的基本原理 | 第63-64页 |
| 3.4 基于模型预测控制的自由活塞发动机控制系统设计 | 第64-76页 |
| 3.4.1 开环系统特性分析 | 第64-68页 |
| 3.4.2 带有约束的模型预测控制器设计 | 第68-75页 |
| 3.4.3 状态估计方法设计 | 第75-76页 |
| 3.5 仿真结果及分析 | 第76-81页 |
| 3.5.1 基于Matlab/Simulink机理模型的仿真验证 | 第77-79页 |
| 3.5.2 基于AMESim高精度仿真模型的联合仿真验证 | 第79-81页 |
| 3.6 本章小结 | 第81-83页 |
| 第4章 基于双闭环的自由活塞发动机控制 | 第83-113页 |
| 4.1 引言 | 第83-84页 |
| 4.2 自由活塞发动机的气路模型 | 第84-85页 |
| 4.3 双闭环控制系统设计 | 第85-106页 |
| 4.3.1 FPE活塞运动外环控制器设计 | 第86-88页 |
| 4.3.2 非线性三步控制器设计方法 | 第88-89页 |
| 4.3.3 基于三步法的内环气路控制器设计 | 第89-97页 |
| 4.3.4 气缸进气量观测器设计 | 第97-100页 |
| 4.3.5 双闭环控制结果验证 | 第100-106页 |
| 4.4 基于极值搜索的自由活塞发动机点火位置优化 | 第106-111页 |
| 4.4.1 Nelder-Mead单纯形法与遗传算法 | 第107-108页 |
| 4.4.2 优化实验设计与性能评价 | 第108-111页 |
| 4.5 本章小结 | 第111-113页 |
| 第5章 基于迭代Reference Governor的自由活塞发动机控制 | 第113-135页 |
| 5.1 引言 | 第113页 |
| 5.2 Reference Governor基本简介 | 第113-116页 |
| 5.2.1 基本原理 | 第114-116页 |
| 5.2.2 研究现状与问题提出 | 第116页 |
| 5.3 非线性离散隐式约束系统Reference Governor算法研究 | 第116-127页 |
| 5.3.1 问题描述 | 第116-118页 |
| 5.3.2 基于牛顿迭代的RG | 第118-121页 |
| 5.3.3 迭代误差界估计及基于一次牛顿迭代的RG | 第121-127页 |
| 5.4 基于迭代Reference Governor的FPE控制系统设计 | 第127-129页 |
| 5.5 仿真结果及分析 | 第129-134页 |
| 5.5.1 基于非线性数值模型的仿真分析 | 第129-132页 |
| 5.5.2 基于AMESim模型的仿真分析 | 第132-134页 |
| 5.6 本章小结 | 第134-135页 |
| 第6章 全文总结 | 第135-139页 |
| 附录A FPE面向控制的非线性离散模型 | 第139-143页 |
| A.1 二冲程FPE模型 | 第139-141页 |
| A.2 四冲程FPE模型 | 第141-143页 |
| 附录B FPE模型参数 | 第143-145页 |
| 附录C Nelder-Mead(NM)单纯形优化算法 | 第145-147页 |
| 参考文献 | 第147-159页 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 | 第159-163页 |
| 致谢 | 第163-164页 |
