发动机的性能测试离不开发动机台架,快速、准确地控制台架的转速和扭矩跟随目标测试循环是完成发动机测试的前提。目前基于PID控制的台架存在瞬态控制性能不足,参数整定周期长等问题。因此,开发一种能提高台架瞬态转速/扭矩控制精度,控制参数整定简便,且具备一定自适应性的先进算法成为工业界的迫切需求。针对上述存在的问题,本文为发动机-测功机系统分别设计了转速和扭矩控制算法,并在一台标定精度高达95%的GDI发动机模型中进行仿真验证。具体的研究工作总结如下:一、为转速环路设计基于扰动补偿的模型参考自适应控制算法。首先,建立测功机的动力学方程,并设计扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）实时观测并补偿系统的扰动,将系统改造为纯积分环节,便于反馈控制律的设计。其次,为经ESO补偿后的系统设计基于Lyapunov函数的模型参考自适应反馈控制（Model Reference Adaptive Control,MRAC）,简化反馈控制参数的整定。最后,通过建模找到ESO中的可调参数₀b与系统参数J_d的关系,并通过递推最小二乘（Recursive Least Square,RLS）在线辨识J_d,从而实现₀b的自动调节。ESO、MRAC和RLS的组合,有效简化了控制器的参数整定过程,算法只需调节观测器带宽_o?。仿真结果表明,ETC循环下,瞬态转速控制的相对百分误差绝对值的均值为1.103%。二、为扭矩环路设计基于MAP重构和主动抗扰（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）反馈相结合的控制算法。首先,建立了发动机扭矩的多项式模型,并基于D-Optimal理论为多项式模型的参数辨识选择合适的工况点;辨识得到的多项式模型用于生成初始MAP,以减小MAP重构的负担。其次,基于随机梯度下降法重构驾驶特性MAP,并进行求逆和单调性修正,进而得到前馈控制MAP。最后,建立从节气门到发动机扭矩的模型,设计ADRC反馈控制率。仿真结果显示:ETC郊区工况下,平均的扭矩跟踪误差为1.62N·m。三、搭建HIL测试平台,开发底层驱动代码并与控制算法集成,完成HIL测试,验证转速及扭矩控制算法的有效性和实时性。综上,本文提出控制算法能有效改善发动机-测功机系统的转速和扭矩跟踪性能,且控制器参数调节简单,自适应性能好。