本文關(guān)鍵詞：基于模糊PID電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 電子節(jié)氣門產(chǎn)品自20世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái),已逐漸應(yīng)用到各種中、高級(jí)轎車中。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械式節(jié)氣門,電子節(jié)氣門系統(tǒng)(ETCS)能根據(jù)駕駛員的駕駛意圖以及整車行駛狀況確定節(jié)氣門的最佳開(kāi)度,保證車輛具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,并能夠?yàn)榈∷倏刂?IDL)、驅(qū)動(dòng)防滑控制(ASR)和巡航控制(CCS)等電子控制功能的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ),從而提高安全性和乘坐舒適性。同時(shí),對(duì)于混合動(dòng)力汽車,為了實(shí)現(xiàn)能量的管理和分配,電子節(jié)氣門也成為了必然的選擇。本文對(duì)電子節(jié)氣門系統(tǒng)進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā),為電子節(jié)氣門在混合動(dòng)力轎車上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 本文分析了電子節(jié)氣門系統(tǒng)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)中存在的非線性因素和各自的特性,如復(fù)位彈簧、氣流的沖擊、庫(kù)倫+粘滑摩擦等。測(cè)定了電子節(jié)氣門的關(guān)鍵參數(shù),建立了電子節(jié)氣門系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 為了適應(yīng)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的快速動(dòng)態(tài)特性,抑制由于電子節(jié)氣門體的非線性因素對(duì)控制特性的影響,提出了一種新的模糊PID復(fù)合控制策略,通過(guò)模糊控制提高電子節(jié)氣門系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,用智能積分PID控制保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,利用權(quán)重因子函數(shù)改善控制切換過(guò)程。在MATLAB/Simulink環(huán)境中建立了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)仿真模型。 電子節(jié)氣門控制器采用飛思卡爾公司的MC9S12DG128單片機(jī)作為主控芯片,同時(shí)硬件系統(tǒng)還包括控制器的供電電源模塊、直流電機(jī)的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)模塊、串行通信模塊和CAN總線通信模塊等。采用CodeWarrior編譯的程序軟件,完成了控制功能和調(diào)試功能。為了對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示和故障報(bào)警,以及在控制過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,本文開(kāi)發(fā)出基于LabWindows/CVI的串口通信系統(tǒng)。 仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明:模糊PID復(fù)合控制相對(duì)于PID控制和智能積分PID控制能夠較精確地控制節(jié)氣門開(kāi)度,減小超調(diào)量,瞬態(tài)誤差較小,滯后時(shí)間較短。所開(kāi)發(fā)的模糊PID復(fù)合控制器能夠完成電子節(jié)氣門系統(tǒng)的控制功能要求。
【關(guān)鍵詞】：電子節(jié)氣門 非線性 模糊PID復(fù)合控制策略 仿真 試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 電子節(jié)氣門產(chǎn)生的背景12-13
• 1.3 節(jié)氣門的控制從機(jī)械控制到電子控制13-14
• 1.4 電子節(jié)氣門在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.4.1 電子節(jié)氣門在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.4.2 電子節(jié)氣門在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r15
• 1.5 電子節(jié)氣門存在的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)15-17
• 1.5.1 電子節(jié)氣門存在的問(wèn)題15-16
• 1.5.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)16-17
• 1.6 本論文主要研究工作17
• 1.7 本章小結(jié)17-18
• 第2章 電子節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)分析及工作原理18-27
• 2.1 機(jī)械式節(jié)氣門結(jié)構(gòu)和工作原理18-19
• 2.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理19-23
• 2.2.1 電子節(jié)氣門體20-22
• 2.2.2 加速踏板22-23
• 2.2.3 電控單元ECU23
• 2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的脈沖調(diào)制方式23-24
• 2.4 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的控制功能24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 電子節(jié)氣門系統(tǒng)非線性分析及數(shù)學(xué)建模27-35
• 3.1 電子節(jié)氣門系統(tǒng)非線性分析27-31
• 3.1.1 復(fù)位彈簧的非線性27-28
• 3.1.2 傳動(dòng)齒輪齒隙非線性28-29
• 3.1.3 節(jié)氣門閥片運(yùn)動(dòng)中的非線性29-30
• 3.1.4 節(jié)氣門閥片氣流沖擊特性30-31
• 3.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型31-34
• 3.2.1 直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型32
• 3.2.2 節(jié)氣門的數(shù)學(xué)模型32-33
• 3.2.3 節(jié)氣門體的仿真模型33
• 3.2.4 節(jié)氣門位置傳感器數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.3 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的物理參數(shù)標(biāo)定34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 電子節(jié)氣門控制策略分析35-47
• 4.1 電子節(jié)氣門控制策略現(xiàn)狀分析35-36
• 4.2 控制策略的選擇36-37
• 4.3 電子節(jié)氣門普通PID 控制策略37-38
• 4.4 電子節(jié)氣門智能積分PID 控制策略38-39
• 4.5 電子節(jié)氣門模糊PID 復(fù)合控制策略39-46
• 4.5.1 平穩(wěn)切換模糊PID 復(fù)合控制策略39-40
• 4.5.2 平穩(wěn)切換權(quán)重因子函數(shù)設(shè)計(jì)40-41
• 4.5.3 電子節(jié)氣門模糊控制器設(shè)計(jì)41-46
• 4.5.4 電子節(jié)氣門模糊PID 復(fù)合控制的仿真模型46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第5章 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)47-68
• 5.1 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)47-48
• 5.2 硬件電路設(shè)計(jì)48-56
• 5.2.1 控制單元ECU 的設(shè)計(jì)48-52
• 5.2.2 電源管理模塊的設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)53-56
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-63
• 5.3.1 軟件的總體功能分析56-57
• 5.3.2 軟件子程序流程圖57-63
• 5.4 串行通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)63-67
• 5.4.1 LabWindows/CVI 簡(jiǎn)介63
• 5.4.2 串行通信協(xié)議設(shè)計(jì)63-64
• 5.4.3 串行通信程序設(shè)計(jì)64-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的仿真與試驗(yàn)68-81
• 6.1 電子節(jié)氣門控制效果評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立68-69
• 6.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的仿真69-71
• 6.2.1 電子節(jié)氣門系統(tǒng)仿真的總體模型69
• 6.2.2 階躍響應(yīng)仿真結(jié)果69-70
• 6.2.3 正弦追逐響應(yīng)仿真結(jié)果70-71
• 6.3 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)條件71
• 6.4 PID 控制試驗(yàn)結(jié)果71-76
• 6.4.1 電子節(jié)氣門由小開(kāi)度向大開(kāi)度階躍72-73
• 6.4.2 電子節(jié)氣門大開(kāi)度向小開(kāi)度階躍73-75
• 6.4.3 電子節(jié)氣門隨動(dòng)跟蹤試驗(yàn)75-76
• 6.5 模糊PID 復(fù)合控制試驗(yàn)結(jié)果76-78
• 6.5.1 電子節(jié)氣門小開(kāi)度向大開(kāi)度階躍76-77
• 6.5.2 電子節(jié)氣門大開(kāi)度向小開(kāi)度階躍77
• 6.5.3 隨動(dòng)跟蹤試驗(yàn)77-78
• 6.6 模糊PID 復(fù)合控制仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較78-79
• 6.7 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 致謝86-87
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間的發(fā)表的論文目錄87-88
• 附錄B 試驗(yàn)相關(guān)圖片88

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 施巍;賈文超;楊光;陳剛;;基于模糊PID控制的電液振動(dòng)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2011年09期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 顧巖;基于TMS320F28335的內(nèi)燃機(jī)電子調(diào)速器的研究[D];山東建筑大學(xué);2011年

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3 肖壽高;電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的研究與仿真[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

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5 劉奇;汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 李亞彬;輕型汽車驅(qū)動(dòng)力電子控制系統(tǒng)CAN通信研究[D];吉林大學(xué);2009年

7 江明山;汽車電子節(jié)氣門系統(tǒng)仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證[D];西華大學(xué);2010年

8 何基都;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究[D];廣西工學(xué)院;2010年

9 劉曉倩;基于雙向伺服力反饋的節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2012年

10 陳遠(yuǎn);基于雙DSP的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的開(kāi)發(fā)[D];華南理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于模糊PID電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：311230