Generic Engine

По умолчанию блок Generic Engine использует запрограммированное соотношение между крутящим моментом и частотой вращения, которое модулируется сигналом дроссельной заслонки или сигналом управления крутящим моментом.

Блок оценивает потребную мощность двигателя как функцию частоты вращения двигателя . Функция вычисляет максимальную мощность, доступную для заданной частоты вращения двигателя . Параметры блока Maximum power, Speed at maximum power и Maximum speed нормализуют эту функцию относительно физических значений максимального крутящего момента и частоты вращения.

Нормализованный сигнал дроссельной заслонки регулирует мощность двигателя таким образом, что . При выборе значения Normalized throttle для параметра Model parameterization физический входной сигнал Thr управляет мощностью двигателя. При выборе значения Torque command блок вычисляет величину нормализованного сигнала дроссельной заслонки автоматически. Блок выдает мощность, равную доле максимально возможной мощности в установившемся режиме при фиксированной частоте вращения двигателя.

Если для параметра Model parameterization задано значение Normalized 3rd-order polynomial, блок использует нормализованную частоту вращения двигателя для вычисления частоты вращения и крутящего момента. Блок определяет нормализованную частоту вращения двигателя как

где

Блок обрабатывает нормализованную безразмерную мощность двигателя как полином третьего порядка такой, что

где , и — постоянные полиномиальные коэффициенты, — пиковая мощность. В типичных двигателях коэффициенты положительны.

Блок вычисляет крутящий момент двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке, используя полиномиальные коэффициенты такие, что

Блок устанавливает нормализованную частоту вращения двигателя при пиковой мощности таким образом, что

Подстановка этого равенства в формулу для дает

Это условие нормализует мощность относительно частоты вращения двигателя при пиковой мощности. Блок устанавливает наклон равным нулю, так что

Блок определяет нормализованную частоту вращения двигателя с пиковым крутящим моментом как

где скорость достижения пиковой мощности больше скорости достижения пикового крутящего момента. Блок использует полиномиальную формулу для нахождения безразмерного нормализованного крутящего момента и устанавливает угол наклона равным нулю таким образом, что

Решение для с использованием этих уравнений дает

Блок рассчитывает крутящий момент двигателя следующим образом

где — пиковый крутящий момент. Подстановка уравнения для дает ограничение

Блок использует , и для расчета частоты вращения двигателя при пиковой мощности так, что

где эквивалентно мощности при пиковом крутящем моменте , который всегда меньше пиковой мощности .

Формы мощности двигателя для различных типов двигателей

Блок вычисляет полином при помощи соответствующих коэффициентов, заданных в параметре Engine type. При выборе значений Spark-ignition или Diesel для параметра Engine type блок выбирает соответствующие коэффициенты из таблицы. При выборе значения Generic блок вычисляет эти коэффициенты самостоятельно.

Блок может дополнительно моделировать расход топлива и выводить результаты в виде физического сигнала на порт FC. Чтобы включить расход топлива в моделирование, установите для параметра Fuel consumption model одно из следующих значений:

Регулятор холостого хода регулирует сигнал дроссельной заслонки для увеличения оборотов двигателя ниже опорной частоты вращения в соответствии с

и

где

Управляемая дроссельная заслонка увеличивается с запаздыванием первого порядка от 0 до 1, когда частота вращения двигателя падает ниже опорной. Когда частота вращения двигателя превышает опорную скорость, регулируемая дроссельная заслонка уменьшается от единицы до нуля. Когда разница между частотой вращения двигателя и опорной скоростью меньше порогового значения скорости, установленного регулятором, тангенциальная составляющая уравнения сглаживает производную по времени управляемой дроссельной заслонки. Функция сглаживания ограничивает регулируемую дроссельную заслонку диапазоном [0,1]. Двигатель использует большее из двух значений: входного и регулируемого. Если включить задержку двигателя, регулятор изменит входные данные перед вычислением задержки.

Регулятор холостого хода определяет минимальное значение открытия дроссельной заслонки для поддержания оборотов двигателя, а регулятор красной зоны предотвращает превышение допустимой скорости на основе максимального значения открытия дроссельной заслонки. Для определения максимального значения открытия дроссельной заслонки регулятор красной зоны использует уравнение модели регулятора холостого хода. Однако для регулятора красной зоны:

Для повышения скорости моделирования установите для параметра Fuel consumption model значение No fuel consumption. При использовании этой настройки блок не рассчитывает расход топлива независимо от порта FC.

Если выбрано любое другое значение для параметра Fuel consumption model, блок должен выполнить нелинейное вычисление. Блок решает уравнение, даже если порт FC , который сообщает о расходе топлива, не подключен к другому блоку.

Двигатели с запаздыванием реагируют на изменение скорости и положения дроссельной заслонки. Блок поддерживает запаздывание только из-за изменения положения дроссельной заслонки.

В таблице показано, как значения параметра Fuel consumption model влияют на доступность зависимых параметров.