1、火花點火式汽油發(fā)動機的燃空比（Fuel-Air Ratio，F(xiàn)AR）控制要求是根據進氣量調整噴油量，使缸內FAR在理論化學計量比附近很窄的范圍內變化，最大化三元催化轉換器的凈化作用，達到低排放的目的。由于其重要的理論和工程意義，長期以來FAR控制的研究始終得到了國內外學者的廣泛關注。
　　本文緊密結合工程應用背景，以提高火花點火式汽油發(fā)動機FAR控制性能為目的，對火花點火式汽油發(fā)動機的FAR控制問題進行了深入分析與研究。本文綜述了

2、FAR控制的研究現(xiàn)狀，分析了影響火花點火式汽油發(fā)動機FAR控制性能的因素，設計了一種時滯依賴增益調度FAR控制器，以解決傳輸時滯對FAR控制的影響問題；針對進氣流量快速變化等瞬態(tài)工況下濕壁效應影響無法忽略的問題，提出了一種濕壁效應估計器和時滯依賴FAR控制器聯(lián)合設計的方法；針對氧傳感器老化等不確定性和可變傳輸時滯問題，探討了一種FAR魯棒控制器設計方法。
　　本文第二章按照FAR系統(tǒng)工質流動順序討論了火花點火式汽油發(fā)動機FAR建模

3、問題。針對火花點火式汽油發(fā)動機存在的濕壁效應，給出了油膜質量變化率的數學描述。在此基礎上，考慮了蒸發(fā)排放和進氣流量估計誤差對FAR的影響，討論了混合氣在缸內滯留以及排氣歧管中傳輸時滯等原因和描述方式，給出了一種反映濕壁效應、蒸發(fā)排放及可變傳輸時滯特征的火花點火式汽油發(fā)動機FAR狀態(tài)方程描述。為了分析本章給出的模型精度以及影響精度的因素，本章描述了基于TESIS公司發(fā)動機仿真軟件enDYNA的高精度FAR仿真系統(tǒng)構建方法，并在多種工況下應

4、用仿真方法分析了蒸發(fā)排放、進氣估計誤差和濕壁效應對模型精度的影響。結果表明，蒸發(fā)排放對FAR的影響主要體現(xiàn)為蒸發(fā)排放氣體中燃油的影響；進氣流量估計誤差直接影響火花點火式汽油發(fā)動機FAR；濕壁效應對FAR的影響主要體現(xiàn)在迅速打開或關閉節(jié)氣門等瞬態(tài)工況。
　　火花點火式汽油發(fā)動機FAR系統(tǒng)中的傳輸時滯隨工況發(fā)生變化，使得FAR控制具有可變時滯特征。本文第三章研究了具有時滯變化的FAR控制器設計問題。為了提高控制精度，減小保守性，在FA

5、R控制器設計過程中保留被控對象中的可變傳輸時滯信息，并考慮到傳輸時滯與進入氣缸的空氣流量和發(fā)動機轉速有關，且在較大范圍內變化的特點，給出一種根據時滯大小改變控制器增益的時滯依賴記憶控制器設計方法。本章給出的方法可提高FAR的控制精度，并減小時滯變化范圍較大帶來的控制器保守性。仿真結果表明，本章設計控制器具有較好的擾動抑制性能和期望FAR跟蹤性能。但濕壁現(xiàn)象增加時，會導致控制性能的下降。
　　節(jié)氣門迅速打開或關閉等瞬態(tài)工況將引起進氣

6、壓力和進氣流量的劇烈變化。此時，濕壁效應的影響會增加。對此，本文第四章研究了考慮濕壁效應和傳輸時滯變化的FAR控制器設計方法。針對濕壁效應無法通過傳感器測量的問題，第四章建立了濕壁效應估計方程，給出了一種具有變化時滯的濕壁效應估計方法，導出了保證估計器收斂的線性矩陣不等式，獲得一種參數依賴的觀測器增益求取方法。在此基礎上，設計了一種補償濕壁效應和根據時滯大小改變控制器增益的時滯依賴記憶控制器。仿真結果表明，本章給出的FAR控制器在穩(wěn)態(tài)工

7、況和瞬態(tài)工況下均具有較好的期望FAR跟蹤性能和擾動抑制性能。
　　氧傳感器老化將引起FAR模型參數的變化，導致FAR控制性能下降。本文第五章對此進行了研究。為了便于分析研究，第五章采用基于輸入輸出響應特性辨識得到的實驗模型，將FAR控制問題轉化為具有有界未知時滯和參數不確定的一階時滯系統(tǒng)跟蹤問題，提出了一種具有參數和時滯不確定系統(tǒng)的魯棒控制器設計方法。本章給出的方法充分考慮了被控對象的有界未知輸入時滯和參數不確定這一特性，能夠根據