石油资源危机和日益恶化的环境状况迫切要求对现有车用发动机进行改造,以便能够使用替代燃料,并降低其废气排放。因此研究代用燃料发动机,发展清洁汽车已成为不可阻挡的潮流,天然气作为替代柴油和汽油的一种理想清洁燃料在国内外受到广泛关注,天然气发动机也以其良好的低排放性能和经济性能而具有广泛的应用前景。对天然气发动机稀薄燃烧技术的研究是发动机技术的一个重要发展方向,开发高性能的电控系统已成为天然气发动机的研究热点。我国已正式启动空气净化工程——清洁汽车行动,为了推动我国天然气汽车技术的发展,实现天然气发动机技术国产化,本文以压缩天然气(Compressed Natural Gas)发动机为研究对象,以提高天然气发动机排放性能和动力性能为主要目标,开展CNG发动机相关电子控制系统的理论和实践研究,具有非常重要意义。论文通过深入分析天然气发动机的发展与现状,在汽油机宗申YH465QE1四缸发动机改装为单一燃料CNG发动机,设计了电控顺序多点喷射压缩天然气发动机的总体设计方案。并在此基础上对CNG发动机相关的技术进行了深入的探讨。由于点火提前角和空燃比与发动机的动力性、经济性及排放性能密切相关,因此很有必要对发动机的点火提前角和空燃比控制策略进行研究。传统的控制方法为MAP查询控制法来控制相关的控制量,例如点火提前角和喷气脉宽等。由于查询插值存在着误差,其控制精度必然受到影响。本论文对采用人工神经网络的方法来代替传统的MAP查询法的可行性和可靠性进行了深入的分析研究,并运用MATLAB程序对该神经网络进行了特点分析和误差分析。论文中把模糊控制理论应用于发动机的怠速控制,并结合模糊控制的快速性和PID控制的精确性,采用模糊控制和PID控制相结合的方法——模糊PID控制,在MATLAB/Simulink仿真环境下建立了发动机的怠速模糊控制系统模型,对该模型进行了跟踪特性和抗干扰特性的仿真研究。仿真结果表明采用该方法后系统的怠速控制精度和速度大为提高,且具有较强的抗干扰性。