1、為滿足日益苛刻的排放法規(guī)，提高動(dòng)力裝置燃油經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行可靠性和操作靈活性，要求動(dòng)力裝置的控制系統(tǒng)提高控制精度，并同時(shí)具有監(jiān)控、診斷等功能。對(duì)于復(fù)雜的時(shí)變、非線性、不確定性系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的比例積分微分（PID）控制難以獲得理想的控制性能，應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力裝置各個(gè)子系統(tǒng)的精確控制是提高其控制性能的重要手段之一。
　　自抗擾控制由跟蹤微分算法、擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)算法、非線性反饋等環(huán)節(jié)構(gòu)成。自抗擾控制不依賴于對(duì)象數(shù)學(xué)模型，對(duì)時(shí)滯

2、系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、混沌系統(tǒng)等均具有良好的控制性能。本文的主要目的，是深入分析和研究自抗擾控制理論，基于自抗擾控制理論中的各項(xiàng)技術(shù)，結(jié)合仿真和實(shí)驗(yàn)的手段深入研究柴油機(jī)電控系統(tǒng)中的關(guān)鍵控制問題。
　　跟蹤微分算法和擴(kuò)張觀測(cè)算法本質(zhì)上都是狀態(tài)觀測(cè)器。對(duì)跟蹤微分算法的理論分析研究表明：最速跟蹤微分算法在目前的各種線性、非線性和混合跟蹤微分算法中具有比較優(yōu)勢(shì)，在信號(hào)處理和控制中應(yīng)用前景廣闊。本文提出了一種改進(jìn)的混合魯棒非齊次跟蹤微分算法，發(fā)

3、展了滑模跟蹤微分算法，獲得了更好的微分性能。對(duì)擴(kuò)張觀測(cè)算法的理論研究和仿真結(jié)果表明：通過對(duì)線性擴(kuò)張觀測(cè)算法的收斂性和對(duì)非線性擴(kuò)張觀測(cè)算法的誤差分析從理論上初步驗(yàn)證了擴(kuò)張觀測(cè)算法的估計(jì)能力。線性狀態(tài)觀測(cè)算法、非線性狀態(tài)觀測(cè)算法、線性擴(kuò)張觀測(cè)算法和非線性擴(kuò)張觀測(cè)算法應(yīng)用于控制中均具有一定的擾動(dòng)抑制能力，但非線性擴(kuò)張觀測(cè)算法的擾動(dòng)抑制能力最為顯著。
　　自抗擾控制可以推廣到一類非線性大不確定性控制系統(tǒng)，具有需要對(duì)象模型信息少、魯棒性強(qiáng)、

4、在擾動(dòng)情況下能保持穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)時(shí)性不足。本文提出了一種基于信任度分配的小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與自抗擾組成的前饋反饋復(fù)合控制算法。仿真結(jié)果表明該復(fù)合控制算法具有更好的實(shí)時(shí)性。
　　作為應(yīng)用研究，本論文應(yīng)用數(shù)值仿真對(duì)柴油機(jī)動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)速控制算法進(jìn)行研究。以某大型船舶柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于對(duì)象動(dòng)力學(xué)特性，建立了船舶柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的仿真模型。自抗擾控制在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究表明：自抗擾控制相比于PID控制能顯著改善瞬態(tài)性能，

5、減小超調(diào)，并提高系統(tǒng)在隨機(jī)干擾下的穩(wěn)態(tài)控制精度。
　　跟蹤微分算法在信號(hào)處理和狀態(tài)預(yù)測(cè)中也具有重要的應(yīng)用前景。本文利用跟蹤微分算法對(duì)柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速進(jìn)行濾波獲得了理想的濾波效果。探索了基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的柴油機(jī)瞬時(shí)扭矩的兩種估計(jì)方法：第一種是利用多級(jí)跟蹤微分算法對(duì)測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行處理，獲得其跟蹤信號(hào)和微分信號(hào)，再通過求解動(dòng)力裝置的計(jì)算模型來獲得柴油機(jī)的扭矩；第二種是將扭矩估計(jì)問題轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速跟蹤問題，采用基于信度分配的小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)

6、系統(tǒng)在線逆動(dòng)態(tài)建模，運(yùn)用梯度下降法修正網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值。采用誤差反饋保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。數(shù)值仿真結(jié)果表明：采用多級(jí)跟蹤微分算法可以獲得瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的高品質(zhì)跟蹤信號(hào)和微分信號(hào)；采用小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的估計(jì)方法只要大約60度曲軸轉(zhuǎn)角后，模型轉(zhuǎn)速和實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速跟蹤精度可控制在±1％。
　　針對(duì)我國自主設(shè)計(jì)的新型蓄壓分配燃油系統(tǒng)，采用實(shí)驗(yàn)的方法研究了各控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合自抗擾控制理論和實(shí)驗(yàn)的手段研究了軌壓控制問題。研究結(jié)果表明：

7、軌壓控制系統(tǒng)綜合采用開環(huán)閉環(huán)混合控制、前饋反饋控制、串級(jí)控制的控制策略，閉環(huán)算法采用基于跟蹤微分算法的非線性 PID算法，在穩(wěn)態(tài)工況下軌壓波動(dòng)可控制在±1MPa以內(nèi)，瞬態(tài)無超調(diào)，控制效果優(yōu)于PID控制算法。此外，軌壓在驅(qū)動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)速滿足一定條件下發(fā)生振動(dòng)，對(duì)該現(xiàn)象的研究結(jié)果表明：共軌系統(tǒng)內(nèi)易發(fā)生波的疊加，采用變頻控制可以在全工況范圍內(nèi)避免軌壓發(fā)生振動(dòng)。
　　本文對(duì)自抗擾控制的理論研究促進(jìn)了自抗擾不確定性控制理論的發(fā)展。同時(shí)，本文基