在汽油机运行过程中,大部分污染排放物的产生及30%的燃油消耗是在怠速工况下进行的,所以汽油机怠速控制一直是一个热点。怠速控制的主要目的是使发动机的转速在怠速工况下稳定在期望的转速。怠速工况下汽油机受到的外界干扰力矩很多,既有电动车窗、电加热座椅等产生的小力矩干扰,又有转向助力、车载空调等产生的大力矩干扰,特别是车载电子设备的日益增多,使得汽油机的怠速控制越来越困难。本文以4缸汽油机为研究对象,通过对汽油机怠速工况的深入分析,基于系统辨识的思想建立了汽油机平均值怠速模型。针对怠速模型非线性的特点,本文利用微分几何的方法对怠速模型进行了线性化。针对汽油机怠速工况下存在的干扰力矩的特点,本文运用H_∞控制思想设计了一个鲁棒怠速控制器。本文在结合理论建模法和系统辨识法的优点的基础上,建立了汽油机平均值怠速模型。本文中建立的汽油机怠速模型既保留了系统辨识法建立的模型准确度高的特点,又具有理论模型解析性的特点,是一个面向控制系统设计的模型。利用微分几何的方法对非线性模型进行精确反馈线性化的本质是寻找一组新的状态变量,使原非线性系统在该组状态变量下成为线性系统。本文对线性化后的怠速模型的新状态变量在汽油机系统中的物理意义进行了分析,在此基础上得出了存在外界力矩干扰的怠速模型的线性化形式。汽油机怠速工况下受到的干扰力矩来自于车载设备,如空调、转向助力等。这类干扰力矩具有不确定性和能量有界的特点。针对系统干扰的这一特点,本文设计了怠速控制器,仿真结果表明,该控制器对汽油机怠速工况下受到的力矩干扰具有很好的抑制效果。H∞