汽油機(jī)電子油門控制方法與實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-24 14:42
電子油門是發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的重要組成部分,通過改變進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量,以提高動力性能和改善排放性能。傳統(tǒng)的機(jī)械油門雖然響應(yīng)快,但是無法實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開度的最優(yōu)控制,同時(shí)在安全駕駛及尾氣排放指標(biāo)上很難滿足當(dāng)今社會的要求。與此同時(shí),線控理論的提出推動電子控制技術(shù)在汽車系統(tǒng)中的應(yīng)用。電子油門系統(tǒng)是較早應(yīng)用于汽車中的電控系統(tǒng)之一,能夠有效地改善汽車的駕駛性能,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對節(jié)氣門開度的精確控制,有利于減少污染氣體的排放和燃油消耗。本文選取了博世GF30節(jié)氣門為研究對象,對電子油門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析。對電子油門系統(tǒng)中產(chǎn)生的非線性因素:摩擦扭矩、復(fù)位彈簧、齒輪間隙以及進(jìn)氣擾動等進(jìn)行深入研究。基于機(jī)理分析法,建立電子油門非線性數(shù)學(xué)模型。同時(shí)完成電子油門系統(tǒng)中各參數(shù)測量(電機(jī)參數(shù),彈簧剛度等)以及傳感器(節(jié)氣門傳感器和油門踏板位置傳感器)的標(biāo)定工作。針對電子油門系統(tǒng)的非線性問題,分析了運(yùn)用于電子油門系統(tǒng)上的現(xiàn)代控制策略,最后選擇PID控制和滑?刂七M(jìn)行對比仿真研究。利用Matlab/Simulink分別搭建電子節(jié)氣門PID和滑模仿真模型。階躍信號的仿真結(jié)果表明,無論采用PID還是滑?...
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.2 電子油門國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 電子油門國內(nèi)外發(fā)展歷史
1.2.2 電子油門系統(tǒng)控制方法研究現(xiàn)狀
1.3 電子油門存在的問題及發(fā)展趨勢
1.3.1 電子油門系統(tǒng)存在的問題
1.3.2 電子油門發(fā)展趨勢
1.4 本文主要研究內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第2章 電子油門系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)分析
2.1 機(jī)械式油門的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2 電子油門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2.1 油門踏板
2.2.2 油門踏板位置傳感器
2.2.3 電子油門控制單元(ECU)
2.2.4 電子節(jié)氣門體總成
2.3 電子油門的工作原理
2.4 本章小結(jié)
第3章 電子油門系統(tǒng)非線性及數(shù)學(xué)模型建立
3.1 復(fù)位彈簧非線性特性
3.2 摩擦非線性特性
3.3 減速齒輪間隙非線性特性
3.4 氣流擾動非線分析
3.5 電子油門系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
3.5.1 直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立
3.5.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立
3.6 本章小結(jié)
第4章 電子油門系統(tǒng)傳感器標(biāo)定
4.1 油門踏板位置傳感器(PPS)的參數(shù)標(biāo)定
4.2 節(jié)氣門位置傳感器(TPS)的輸出特性標(biāo)定
4.3 電子油門系統(tǒng)物理參數(shù)的確定
4.4 本章小結(jié)
第5章 電子油門系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)與仿真
5.1 控制策略的選擇
5.2 電子油門系統(tǒng)PID控制器設(shè)計(jì)與仿真
5.2.1 PID控制原理
5.2.2 電子油門PID控制器仿真結(jié)果與分析
5.3 電子油門系統(tǒng)滑?刂破髟O(shè)計(jì)與仿真
5.3.1 滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)
5.3.2 電子油門系統(tǒng)滑模控制仿真結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 電子油門控制系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)
6.1 半實(shí)物仿真原理
6.2 電子油門系統(tǒng)仿真試驗(yàn)平臺
6.3 試驗(yàn)平臺驅(qū)動電路分析
6.4 電子油門系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真模型的建立
6.5 滑?刂朴布诃h(huán)仿真實(shí)驗(yàn)
6.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、獲獎(jiǎng)和參與的科研工作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于退火遺傳算法的電子節(jié)氣門滑模控制參數(shù)優(yōu)化[J]. 聶建斌,陳劭,徐向波. 微電機(jī). 2017(05)
[2]汽車電子節(jié)氣門Back-stepping滑?刂破髟O(shè)計(jì)[J]. 劉尚,童亮,謝明偉,路艷群. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(03)
[3]某型電子節(jié)氣門PID模糊控制系統(tǒng)仿真分析[J]. 侯麗春. 汽車技術(shù). 2015(11)
[4]汽車發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門智能控制系統(tǒng)研究[J]. 師文婷,周黎明,彭漢濤. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(03)
[5]基于單片機(jī)的電子節(jié)氣門PID控制系統(tǒng)[J]. 鄭意,萬鈞力,程時(shí)潤,劉浩. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[6]電子節(jié)氣門的自適應(yīng)前饋-反饋復(fù)合控制器設(shè)計(jì)[J]. 方嘉儀,焦曉紅. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]基于Simulink的電子節(jié)氣門控制邏輯仿真[J]. 畢超宇. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2013(08)
[8]基于SystemVision的汽車電子節(jié)氣門聯(lián)合仿真系統(tǒng)[J]. 郭宏志,陳虹,宋同好,周欣. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]汽車電子節(jié)氣門模糊控制器設(shè)計(jì)[J]. 李志遠(yuǎn),侯順艷,張彪. 儀表技術(shù)與傳感器. 2011(01)
[10]基于MotoTron平臺的ETC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 陸文昌,高海宇,孟鑫,商哲. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2010(06)
碩士論文
[1]汽車電子節(jié)氣門滑?刂萍皩(shí)驗(yàn)平臺的研究[D]. 王勝賢.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
[2]模糊控制電子節(jié)氣門的技術(shù)研究[D]. 耿金芬.大連理工大學(xué) 2006
[3]電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的開發(fā)研究[D]. 朱二欣.吉林大學(xué) 2005
本文編號:3049526
【文章來源】:北京建筑大學(xué)北京市
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.2 電子油門國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 電子油門國內(nèi)外發(fā)展歷史
1.2.2 電子油門系統(tǒng)控制方法研究現(xiàn)狀
1.3 電子油門存在的問題及發(fā)展趨勢
1.3.1 電子油門系統(tǒng)存在的問題
1.3.2 電子油門發(fā)展趨勢
1.4 本文主要研究內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第2章 電子油門系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)分析
2.1 機(jī)械式油門的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2 電子油門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理
2.2.1 油門踏板
2.2.2 油門踏板位置傳感器
2.2.3 電子油門控制單元(ECU)
2.2.4 電子節(jié)氣門體總成
2.3 電子油門的工作原理
2.4 本章小結(jié)
第3章 電子油門系統(tǒng)非線性及數(shù)學(xué)模型建立
3.1 復(fù)位彈簧非線性特性
3.2 摩擦非線性特性
3.3 減速齒輪間隙非線性特性
3.4 氣流擾動非線分析
3.5 電子油門系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
3.5.1 直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立
3.5.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立
3.6 本章小結(jié)
第4章 電子油門系統(tǒng)傳感器標(biāo)定
4.1 油門踏板位置傳感器(PPS)的參數(shù)標(biāo)定
4.2 節(jié)氣門位置傳感器(TPS)的輸出特性標(biāo)定
4.3 電子油門系統(tǒng)物理參數(shù)的確定
4.4 本章小結(jié)
第5章 電子油門系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)與仿真
5.1 控制策略的選擇
5.2 電子油門系統(tǒng)PID控制器設(shè)計(jì)與仿真
5.2.1 PID控制原理
5.2.2 電子油門PID控制器仿真結(jié)果與分析
5.3 電子油門系統(tǒng)滑?刂破髟O(shè)計(jì)與仿真
5.3.1 滑?刂破鞯脑O(shè)計(jì)
5.3.2 電子油門系統(tǒng)滑模控制仿真結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 電子油門控制系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真試驗(yàn)
6.1 半實(shí)物仿真原理
6.2 電子油門系統(tǒng)仿真試驗(yàn)平臺
6.3 試驗(yàn)平臺驅(qū)動電路分析
6.4 電子油門系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真模型的建立
6.5 滑?刂朴布诃h(huán)仿真實(shí)驗(yàn)
6.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、獲獎(jiǎng)和參與的科研工作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于退火遺傳算法的電子節(jié)氣門滑模控制參數(shù)優(yōu)化[J]. 聶建斌,陳劭,徐向波. 微電機(jī). 2017(05)
[2]汽車電子節(jié)氣門Back-stepping滑?刂破髟O(shè)計(jì)[J]. 劉尚,童亮,謝明偉,路艷群. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(03)
[3]某型電子節(jié)氣門PID模糊控制系統(tǒng)仿真分析[J]. 侯麗春. 汽車技術(shù). 2015(11)
[4]汽車發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門智能控制系統(tǒng)研究[J]. 師文婷,周黎明,彭漢濤. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(03)
[5]基于單片機(jī)的電子節(jié)氣門PID控制系統(tǒng)[J]. 鄭意,萬鈞力,程時(shí)潤,劉浩. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[6]電子節(jié)氣門的自適應(yīng)前饋-反饋復(fù)合控制器設(shè)計(jì)[J]. 方嘉儀,焦曉紅. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]基于Simulink的電子節(jié)氣門控制邏輯仿真[J]. 畢超宇. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2013(08)
[8]基于SystemVision的汽車電子節(jié)氣門聯(lián)合仿真系統(tǒng)[J]. 郭宏志,陳虹,宋同好,周欣. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]汽車電子節(jié)氣門模糊控制器設(shè)計(jì)[J]. 李志遠(yuǎn),侯順艷,張彪. 儀表技術(shù)與傳感器. 2011(01)
[10]基于MotoTron平臺的ETC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]. 陸文昌,高海宇,孟鑫,商哲. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2010(06)
碩士論文
[1]汽車電子節(jié)氣門滑?刂萍皩(shí)驗(yàn)平臺的研究[D]. 王勝賢.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
[2]模糊控制電子節(jié)氣門的技術(shù)研究[D]. 耿金芬.大連理工大學(xué) 2006
[3]電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的開發(fā)研究[D]. 朱二欣.吉林大學(xué) 2005
本文編號:3049526
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