柴油機(jī)電子節(jié)氣門系統(tǒng)建模與抗干擾控制方法的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-04-23 14:04
汽車中的節(jié)氣門最早是通過鋼絲繩和連桿等機(jī)械部件與車內(nèi)的油門踏板進(jìn)行傳動(dòng),駕駛員用腳來控制油門踏板的行程深淺從而調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度。隨著全世界對(duì)柴油機(jī)排放要求的不斷提高,電子節(jié)氣門也逐漸被應(yīng)用到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中。通過對(duì)節(jié)氣門的精確控制,來調(diào)整缸內(nèi)的氣量,從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒更加科學(xué)。電子節(jié)氣門的使用有助于提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)(EGR)率,使柴油車整體的燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性得到提高。柴油機(jī)電子節(jié)氣門中存在輸入電壓波動(dòng)等外部擾動(dòng),以及摩擦非線性,回位彈簧非線性等非線性特性,這些干擾和非線性的存在往往使得系統(tǒng)難以獲得滿意的閉環(huán)系統(tǒng)性能。為此,本文通過對(duì)這些因素的建模分析,研究如何抑制擾動(dòng)和補(bǔ)償非線性,以提升柴油機(jī)電子節(jié)氣門系統(tǒng)性能,主要研究?jī)?nèi)容包括:分析柴油機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理并建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并針對(duì)建立的數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)基于廣義比例積分(GPI)觀測(cè)器的反步控制算法,傳統(tǒng)滑?刂扑惴盎贕PI觀測(cè)器的滑?刂扑惴▉硖岣呦到y(tǒng)的抗干擾性能。本文首先分析了柴油機(jī)電子節(jié)氣門的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),后用分析法對(duì)柴油機(jī)電子節(jié)氣門進(jìn)行建模,重點(diǎn)分析了回位彈簧力矩和摩擦力矩對(duì)系統(tǒng)性能的影響。...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 背景與意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 本論文的工作和內(nèi)容安排
第二章 柴油機(jī)電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)原理與數(shù)學(xué)模型
2.1 引言
2.2 節(jié)氣門介紹
2.3 電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)原理
2.4 電子節(jié)氣門數(shù)學(xué)模型
2.4.1 PWM驅(qū)動(dòng)模塊
2.4.2 直流電機(jī)
2.4.3 回位彈簧特性
2.4.4 傳動(dòng)齒輪
2.4.5 摩擦力矩
2.4.6 節(jié)氣門數(shù)學(xué)模型
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于GPI觀測(cè)器的柴油機(jī)電子節(jié)氣門反步控制研究
3.1 引言
3.2 GPI觀測(cè)器
3.2.1 GPI觀測(cè)器原理介紹
3.2.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)GPI觀測(cè)器設(shè)計(jì)
3.3 電子節(jié)氣門反步控制器設(shè)計(jì)
3.3.1 反步控制器設(shè)計(jì)
3.3.2 仿真驗(yàn)證
3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
3.4.2 非線性現(xiàn)象
3.4.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)比
3.5 本章小結(jié)
第四章 柴油機(jī)電子節(jié)氣門滑?刂蒲芯
4.1 引言
4.2 滑?刂破鹘榻B
4.3 電子節(jié)氣門滑模控制器設(shè)計(jì)
4.3.1 滑?刂破髟O(shè)計(jì)
4.3.2 仿真驗(yàn)證
4.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于GPI觀測(cè)器的柴油機(jī)電子節(jié)氣門滑?刂蒲芯
5.1 引言
5.2 傳統(tǒng)滑模的抖振問題
5.2.1 產(chǎn)生抖振的原因
5.2.2 減小或消除抖振的常用方法
5.3 基于GPI觀測(cè)器的電子節(jié)氣門滑模控制設(shè)計(jì)
5.3.1 基于GPI觀測(cè)器的滑?刂破髟O(shè)計(jì)
5.3.2 仿真驗(yàn)證
5.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量分析——《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)(2017)》第Ⅰ部分[J]. 陳偉程,吉喆,肖寒,王宏麗. 環(huán)境保護(hù). 2017(12)
[2]機(jī)動(dòng)車污染物排放量分析——《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)(2017)》第Ⅱ部分[J]. 黃志輝,郝春曉,王軍方,謝瓊. 環(huán)境保護(hù). 2017(13)
[3]車用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王耀南,申永鵬,孟步敏,李會(huì)仙,袁小芳. 控制理論與應(yīng)用. 2015(04)
[4]缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的自抗擾軌壓跟蹤控制器設(shè)計(jì)[J]. 劉奇芳,宮洵,胡云峰,陳虹. 控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[5]基于觀測(cè)器的輸出反饋電子節(jié)氣門控制器設(shè)計(jì)[J]. 胡云峰,李超,李駿,郭洪艷,孫鵬遠(yuǎn),陳虹. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2011(06)
[6]基于backstepping方法的電子節(jié)氣門控制[J]. 陳虹,胡云峰,郭宏志,宋同好. 控制理論與應(yīng)用. 2011(04)
[7]現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 龍宇. 機(jī)械管理開發(fā). 2009(04)
[8]基于dSPACE的汽車電子節(jié)氣門半實(shí)物仿真試驗(yàn)臺(tái)[J]. 王斌,劉昭度,吳利軍,何瑋. 小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車. 2007(04)
[9]汽車電子節(jié)氣門技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王斌,劉昭度,何瑋,王仁廣. 小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車. 2005(06)
[10]電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)[J]. Mike Dale,韓建保,楊訓(xùn)敏. 汽車維修與保養(yǎng). 2005(04)
博士論文
[1]傳統(tǒng)和高階滑?刂蒲芯考捌鋺(yīng)用[D]. 李鵬.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]車用節(jié)氣門位置傳感器的研究[D]. 徐振華.武漢理工大學(xué) 2011
[2]滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)抖振抑制方法的研究[D]. 李琳.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
[4]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 郭連.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):3155464
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 背景與意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 本論文的工作和內(nèi)容安排
第二章 柴油機(jī)電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)原理與數(shù)學(xué)模型
2.1 引言
2.2 節(jié)氣門介紹
2.3 電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)原理
2.4 電子節(jié)氣門數(shù)學(xué)模型
2.4.1 PWM驅(qū)動(dòng)模塊
2.4.2 直流電機(jī)
2.4.3 回位彈簧特性
2.4.4 傳動(dòng)齒輪
2.4.5 摩擦力矩
2.4.6 節(jié)氣門數(shù)學(xué)模型
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于GPI觀測(cè)器的柴油機(jī)電子節(jié)氣門反步控制研究
3.1 引言
3.2 GPI觀測(cè)器
3.2.1 GPI觀測(cè)器原理介紹
3.2.2 電子節(jié)氣門系統(tǒng)GPI觀測(cè)器設(shè)計(jì)
3.3 電子節(jié)氣門反步控制器設(shè)計(jì)
3.3.1 反步控制器設(shè)計(jì)
3.3.2 仿真驗(yàn)證
3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
3.4.2 非線性現(xiàn)象
3.4.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)比
3.5 本章小結(jié)
第四章 柴油機(jī)電子節(jié)氣門滑?刂蒲芯
4.1 引言
4.2 滑?刂破鹘榻B
4.3 電子節(jié)氣門滑模控制器設(shè)計(jì)
4.3.1 滑?刂破髟O(shè)計(jì)
4.3.2 仿真驗(yàn)證
4.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于GPI觀測(cè)器的柴油機(jī)電子節(jié)氣門滑?刂蒲芯
5.1 引言
5.2 傳統(tǒng)滑模的抖振問題
5.2.1 產(chǎn)生抖振的原因
5.2.2 減小或消除抖振的常用方法
5.3 基于GPI觀測(cè)器的電子節(jié)氣門滑模控制設(shè)計(jì)
5.3.1 基于GPI觀測(cè)器的滑?刂破髟O(shè)計(jì)
5.3.2 仿真驗(yàn)證
5.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量分析——《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)(2017)》第Ⅰ部分[J]. 陳偉程,吉喆,肖寒,王宏麗. 環(huán)境保護(hù). 2017(12)
[2]機(jī)動(dòng)車污染物排放量分析——《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)(2017)》第Ⅱ部分[J]. 黃志輝,郝春曉,王軍方,謝瓊. 環(huán)境保護(hù). 2017(13)
[3]車用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 王耀南,申永鵬,孟步敏,李會(huì)仙,袁小芳. 控制理論與應(yīng)用. 2015(04)
[4]缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的自抗擾軌壓跟蹤控制器設(shè)計(jì)[J]. 劉奇芳,宮洵,胡云峰,陳虹. 控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[5]基于觀測(cè)器的輸出反饋電子節(jié)氣門控制器設(shè)計(jì)[J]. 胡云峰,李超,李駿,郭洪艷,孫鵬遠(yuǎn),陳虹. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2011(06)
[6]基于backstepping方法的電子節(jié)氣門控制[J]. 陳虹,胡云峰,郭宏志,宋同好. 控制理論與應(yīng)用. 2011(04)
[7]現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 龍宇. 機(jī)械管理開發(fā). 2009(04)
[8]基于dSPACE的汽車電子節(jié)氣門半實(shí)物仿真試驗(yàn)臺(tái)[J]. 王斌,劉昭度,吳利軍,何瑋. 小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車. 2007(04)
[9]汽車電子節(jié)氣門技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王斌,劉昭度,何瑋,王仁廣. 小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車. 2005(06)
[10]電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)[J]. Mike Dale,韓建保,楊訓(xùn)敏. 汽車維修與保養(yǎng). 2005(04)
博士論文
[1]傳統(tǒng)和高階滑?刂蒲芯考捌鋺(yīng)用[D]. 李鵬.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]車用節(jié)氣門位置傳感器的研究[D]. 徐振華.武漢理工大學(xué) 2011
[2]滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)抖振抑制方法的研究[D]. 李琳.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
[4]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 郭連.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):3155464
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