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龙图腾网恭喜哈尔滨工程大学申请的专利一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115949523B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211669943.4，技术领域涉及：F02D41/38；该发明授权一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法是由费红姿;刘冰鑫;尹克奔;韩圣;王浚哲;石忠心设计研发完成，并于2022-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法在说明书摘要公布了：本发明的目的在于提供一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法，包括如下步骤：建立基于瞬时共轨压力的喷油规律数学模型，工作点模型参数辨识，构建状态空间模型，基于LQR的喷油规律闭环观测器设计。本发明建立了基于瞬时轨压的喷油规律非线性模型，并在工作点处进行线性化及模型参数识别。通过选取共轨管的瞬时压力、喷油率、喷油率的变化率三个变量，建立可观测的状态空间模型。基于建立的状态空间模型，提出了基于LQR的喷油规律实时观测方法。通过状态误差加权矩阵、输出误差反馈控制加权矩阵调节观测器性能，实现对闭环观测器反馈增益的优化设计。

本发明授权一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法，其特征是：1建立基于瞬时共轨压力的喷油规律数学模型：高压共轨系统工作过程中，燃油从高压油泵输送至共轨管，然后经高压油管分配至各个喷油器，进入喷油器的燃油一部分进入控制腔进行回油过程，另一部分进入盛油腔进行喷油过程，根据上述过程，给出共轨管的燃油连续方程： 式中，Qpump为高压油泵供入共轨管的燃油流率，Qinj为喷油率，QLeak为喷油器的燃油泄漏率，E为燃油体积弹性模量，V为共轨管的控制容积，p为共轨管瞬时压力，即轨压；忽略工作过程中燃油温度变化，燃油弹性模量E与轨压p有关，E的经验公式表示为：E＝1.2×1041+0.001p在高压燃油作用下，共轨管控制容积V随p发生变化，设V由共轨管容积Vc及其变化量ΔV表示为：V＝Vc+ΔVp式中Vc为共轨管容积，ΔVp为共轨管容积的变化量，在高压燃油作用下引起的ΔVp与p有关，将其表示为：ΔV＝C1p·p式中：C1p为体积补偿系数；另外，Qleak由两部分组成：喷油器控制腔回油率和针阀偶件间隙泄露率，根据喷孔流量方程和环形间隙泄露方程得到：Qleak＝Cleakp·Qinj其中，Cleakp为燃油泄漏系数；将E＝1.2×1041+0.001p、V＝Vc+ΔVp、ΔV＝C1p·p式代入化简得到燃油流动过程的数学模型： 令 得到基于瞬时共轨压力的喷油规律数学模型为： 2工作点模型参数辨识：用一个线性模型来描述共轨管内燃油流动与压力变化之间的关系 上式可以转换为dp＝K·Qinj·dt将dp与Qinj项在喷油期间进行积分，得到喷油量与轨压变化量的关系式，即∫dp＝K·∫QinjdtΔp＝K·Vinj式中：Δp为喷油期间轨压变化量，Vinj为喷油器在喷油期间内的喷油量，喷油过程对应轨压下降阶段，通过喷油阶段的轨压降和喷油量信息辨识模型参数K；3构建状态空间模型：选取共轨管的瞬时压力p、喷油率Qinj、喷油率的变化率三个变量作为状态变量，即x1＝p，x2＝Qinj，考虑到近似为常数，因此根据式得到态空间模型如下: y＝Cx式中，C＝[100]，y为系统的输出；判断系统的可观测性，模型可观测矩阵Ro计算如下： Ro为满秩，说明该系统的所有状态变量是可观测的，可以设计闭环观测器，通过输出信号观测每一个状态变量；4基于LQR的喷油规律闭环观测器设计：闭环观测器设计：观测器的状态变量为设对应的观测器反馈增益矩阵H＝[H1,H2,H3]T，则闭环观测器的模型为 式中，为闭环观测器模型的输出，y为传感器测得的信号，这里为瞬时轨压信号，当观测器的状态与系统实际状态x不相等时，反映到它们的输出与y也不相等，利用二者之间的偏差对观测状态进行实时校正，滚动优化，构成闭环状态观测器；其中喷油率的观测方程为： 将观测得到的喷油率在喷油阶段内进行积分，得到喷油量的观测值 式中：t0为喷油开始时刻；tn为喷油结束时刻；基于LQR的反馈增益优化：闭环观测器的状态观测误差定义为 则二次型目标函数为 式中：Q为状态误差加权矩阵；R为输出误差反馈控制加权矩阵；Q为半正定阵，设Q＝diag[q1q2q3]，q1、q2、q3分别为三个状态变量观测误差的权重系数，R为正定阵，可测输出只有轨压p，因而R是1x1维矩阵，设R＝[r]；通过求解代数Riccati方程得到正定矩阵PAP+PAT-PCTR-1CP+Q＝0则闭环观测器最优误差反馈矩阵H为HT＝R-1CP基于LQR的观测器通过Q、R的选取来调节观测器的观测性能。

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