技術(shù)特征：

1.一種微耕機汽油發(fā)動機空燃比優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步驟：

1)、建立微耕機汽油發(fā)動機的空燃比與噴油量的連續(xù)時間二階動力學(xué)模型，參見式(1)：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}\left(t\right)=Ax\left(t\right)+Bu\left(t\right)\\ y\left(t\right)=\frac{q_a\left(t\right)}{\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]x\left(t\right)}\end{array}---\left(1\right)$

其中，符號t是模型式(1)的時間變量；u(t)為微耕機汽油發(fā)動機在t時刻的噴油量，單位g/s；y(t)為微耕機汽油發(fā)動機在t時刻的空燃比；列向量x(t)＝[x₁(t)；x₂(t)]稱為狀態(tài)向量，x₁(t)是液化在進氣歧管壁上的燃油蒸發(fā)質(zhì)量流量，單位g/s，x₂(t)是未液化部分燃油蒸發(fā)質(zhì)量流量，單位g/s；對角矩陣A∈R^2×2和列向量B∈R^2×1分別稱為狀態(tài)矩陣和控制矩陣；

2)、根據(jù)微耕機汽油發(fā)動機的空燃比控制的目標(biāo)值為y_r和當(dāng)前時刻的空氣流量q_a，定義狀態(tài)向量的目標(biāo)值x_r，參見式(2)：

$y_r=\frac{q_a}{\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]x_r}---\left(2\right)$

3)、定義汽油發(fā)動機噴油量的目標(biāo)值u_r，參見式(3)：

u_r＝-(B^TB)^-1B^TAx_r (3)

其中，符號T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；

4)、結(jié)合式(2)和式(3)，定義符號z＝x-x_r和v＝u-u_r，代入式(1)，整理得到一個等價的空燃比連續(xù)時間動力學(xué)模型，參見式(4)：

$\begin{array}{c}\stackrel{\·}{z}\left(t\right)=Az\left(t\right)+Bv\left(t\right)\\ y\left(t\right)=\frac{q_a\left(t\right)}{\left[\begin{array}{cc}1& 1\end{array}\right]\left(z\right(t)+x_r)}\end{array}---\left(4\right)$

5)、結(jié)合等價模型式(4)，定義一個輸入函數(shù)，參見式(5)：

$u\left(t\right)=u_r-\frac{z^T\left(t\right)Az\left(t\right)+{\mathrm{\θ}}_1\sqrt{{\[z^T\left(t\right)Az\left(t\right)\]}^2+4{\mathrm{\θ}}_2{\[B^{T}z\left(t\right)\]}^4}}{B^{T}z\left(t\right)}---\left(5\right)$

其中，θ₁和θ₂是未知參數(shù)，符號T表示向量的轉(zhuǎn)；

6)、結(jié)合原始的模型式(1)，在t時刻定義一個跟蹤偏差和噴油量的性能函數(shù)，參見式(6)：

$J\left(t\right)={\∫}_{s=t}^{t+t_N}\[{\left(x\right(s)-x_r)}^{T}Q\left(x\right(s)-x_r)+R{\left(u\right(s)-u_r)}^2\]ds---\left(6\right)$

其中，t_N是預(yù)測時間窗口，Q是跟蹤偏差加權(quán)矩陣，R是噴油量加權(quán)矩陣，符號s是積分變量；結(jié)合輸入函數(shù)(5)，在線求解優(yōu)化控制問題，參見式(7)：

$\begin{array}{c}\underset{({\mathrm{\θ}}_1,{\mathrm{\θ}}_2)\∈D}{\min }J\left(t\right)\\ \begin{array}{cc}s.t.& \stackrel{\·}{x}\left(s\right)=Ax\left(s\right)+Bu\left(s\right)\\ & u\left(s\right)=u_r-\frac{z^T\left(s\right)Az\left(s\right)+{\mathrm{\θ}}_1\sqrt{{\[z^T\left(s\right)Az\left(s\right)\]}^2+4{\mathrm{\θ}}_2{\[B^{T}z\left(s\right)\]}^4}}{B^{T}z\left(s\right)}\\ & t\≤s\≤t+t_N\end{array}\end{array}---\left(7\right)$

其中，D為參數(shù)θ₁和θ₂的取值區(qū)間，符號“s.t.”表示“約束”；利用數(shù)值求解算法，得到參數(shù)θ₁和θ₂的一組最優(yōu)解θ₁^*和θ₂^*，代入式(5)，定義發(fā)動機在t時刻噴油量的一個最優(yōu)控制器，參見式(8)：

$u\left(t\right)=u_r-\frac{z^T\left(t\right)Az\left(t\right)+{\mathrm{\θ}}_1^{*}\sqrt{{\[z^T\left(t\right)Az\left(t\right)\]}^2+4{\mathrm{\θ}}_2^{*}{\[B^{T}z\left(t\right)\]}^4}}{B^{T}z\left(t\right)}---\left(8\right)$

7)、在線測量微耕機汽油發(fā)動機的實際空燃比值和空氣流量，根據(jù)式(7)在線求解參數(shù)θ₁和θ₂的最優(yōu)值，獲得實時計算微耕機汽油發(fā)動機的噴油量，發(fā)動機自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)根據(jù)噴油量的計算結(jié)果實時調(diào)整進入氣缸內(nèi)的噴油量，如此周而復(fù)始，實現(xiàn)微耕機汽油發(fā)動機空燃比對目標(biāo)值y_r的自動調(diào)節(jié)。