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19世紀(jì)中葉以來(lái)，內(nèi)燃機(jī)以其熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為最主要的動(dòng)力來(lái)源。在我國(guó)，內(nèi)燃機(jī)是交通運(yùn)輸、工程和農(nóng)業(yè)機(jī)械的主導(dǎo)動(dòng)力，年產(chǎn)量超過(guò)8000萬(wàn)臺(tái)。以內(nèi)燃機(jī)為“心臟”的汽車(chē)、工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)總產(chǎn)值超10萬(wàn)億元。現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)是機(jī)、電、氣、液、熱高度一體化的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，控制技術(shù)對(duì)其油耗和排放等性能起著至關(guān)重要的作用。但是，由于控制核心技術(shù)的缺失，德國(guó)博世（Bosch）、美國(guó)德?tīng)柛＃―ephi）等少數(shù)公司長(zhǎng)期壟斷我國(guó)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品控制器的供應(yīng)，相當(dāng)于控制住了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中國(guó)吊車(chē)網(wǎng)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的“大腦”。

為此，由天津大學(xué)教授謝輝領(lǐng)頭，聯(lián)合濰柴動(dòng)力股份有限公司、長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司和天津易博達(dá)動(dòng)力科技有限公司等組成的項(xiàng)目組，在20余項(xiàng)國(guó)家和企業(yè)課題的支持下，經(jīng)過(guò)近18年的刻苦努力、不懈鉆研，終于形成了內(nèi)燃機(jī)主動(dòng)抗擾智能控制技術(shù)體系。其研究成果“內(nèi)燃機(jī)主動(dòng)抗擾智能控制關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”，獲得了2018年度機(jī)中國(guó)吊裝網(wǎng)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目組針對(duì)現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)控制中的三大關(guān)鍵性難題——復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)精準(zhǔn)控制、多變量多目標(biāo)折衷優(yōu)化和大批量長(zhǎng)周期性能管控問(wèn)題，取得了三項(xiàng)突破性創(chuàng)新。

首先，團(tuán)隊(duì)從控制原理的革新入手，發(fā)明了自趨優(yōu)主動(dòng)抗擾控制新方法。該方法結(jié)合使用模型和觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)的不確定性進(jìn)行觀測(cè)，在系統(tǒng)執(zhí)行誤差發(fā)生前進(jìn)行補(bǔ)償，從而同時(shí)提高系統(tǒng)控制的精確性和響應(yīng)性。

其次，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制數(shù)據(jù)標(biāo)定目標(biāo)多且邊界條件多變的問(wèn)題，創(chuàng)新地提出了基于“人—車(chē)—路”模型的智能標(biāo)定方法，創(chuàng)建了內(nèi)燃機(jī)性能仿真分層配置模型、駕駛員行為機(jī)器學(xué)習(xí)模型和基于馬爾科夫鏈的道路工況自學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，開(kāi)發(fā)了基于人車(chē)路模型的內(nèi)燃機(jī)及動(dòng)力總成智能標(biāo)定系統(tǒng)和用于道路標(biāo)定試驗(yàn)的無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控標(biāo)定系統(tǒng)。

最后，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)和使用過(guò)程中性能老化和零部件更換所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)合成和更新問(wèn)題，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了支撐跨地域、跨部門(mén)協(xié)同優(yōu)化的控制數(shù)據(jù)智能合成系統(tǒng)、下線調(diào)校系統(tǒng)和遠(yuǎn)程升級(jí)系統(tǒng)，形成了全生命周期數(shù)據(jù)生產(chǎn)線。該方法顯著提吊車(chē)維修高了電控內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)效率，使數(shù)據(jù)合成時(shí)間從15天縮短到3分鐘，出錯(cuò)率降至0。

該成果獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利35件，實(shí)用新型6件，授權(quán)軟件著作權(quán)22項(xiàng)，出版專(zhuān)著1部，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1部，發(fā)表SCI/EI收錄論文55篇，大會(huì)特邀報(bào)告10余次。成果被濰柴、長(zhǎng)城等15家企業(yè)直接應(yīng)用，顯著提升了我國(guó)骨干企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，輻射到國(guó)內(nèi)外40余家相關(guān)企業(yè)，用于電控柴油機(jī)和汽油機(jī)整機(jī)超過(guò)500萬(wàn)臺(tái)，支持了

該成果的重要性在行業(yè)內(nèi)被普遍認(rèn)可，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織以李駿院士和郭雷院士為正副主任的鑒定委員會(huì)認(rèn)為，其“總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在內(nèi)燃機(jī)不確定性控制方面，取得了重大的方法突破和技術(shù)創(chuàng)新，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。

總的來(lái)說(shuō)，該技術(shù)協(xié)助我國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)電控吊車(chē)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“從無(wú)到有到突破”的跨越式發(fā)展，開(kāi)拓了一條區(qū)別于現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外技術(shù)的新途徑，且更加適合我國(guó)國(guó)情和未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，提升了我國(guó)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。其成果的核心控制算法已經(jīng)被國(guó)際控制巨頭所采用，引領(lǐng)了內(nèi)燃機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，逐步建立了中國(guó)內(nèi)燃機(jī)電控的國(guó)際影響力。（來(lái)源：中國(guó)工業(yè)新聞網(wǎng)）

責(zé)任編輯：Harry