本文關(guān)鍵詞：智能電子節(jié)氣門控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 汽車 電子節(jié)氣門系統(tǒng) 誤踩油門 油門遲滯 模糊PID

【摘要】：隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子節(jié)氣門已成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上重要的電子裝置,并已經(jīng)逐漸取代機(jī)械式節(jié)氣門廣泛應(yīng)用到各種類型的汽車上,電子節(jié)氣門相關(guān)技術(shù)的研究也成為各國(guó)汽車行業(yè)的研究重點(diǎn)之一。隨著人們對(duì)交通安全和駕駛體驗(yàn)要求的不斷提高,能夠兼具保障車輛安全和動(dòng)力性的多功能的電子節(jié)氣門系統(tǒng)變得十分重要。在行車過程中,當(dāng)車輛突遇緊急情況需要?jiǎng)x車時(shí),駕駛員容易因緊張錯(cuò)誤地把油門當(dāng)剎車踩下,若是不能對(duì)此情況進(jìn)行快速識(shí)別并采取合理的應(yīng)對(duì)措施,將引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。本文模擬不同情況下踩踏油門的情況并設(shè)計(jì)了以油門踏板踩下加速度為識(shí)別信號(hào)的具有防誤踩油門功能的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng),通過分析誤踩加速度、設(shè)定判斷閾值的方法來識(shí)別不同的情況,當(dāng)判斷為誤踩油門時(shí)阻止油門反應(yīng)并啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)等措施保障行車安全。此外由于電子節(jié)氣門系統(tǒng)沒有通過拉線式直接控制節(jié)氣門閥片,其數(shù)據(jù)傳輸處理需要的時(shí)間將導(dǎo)致一定的油門反應(yīng)遲滯,給駕駛員造成加速無力的駕駛體驗(yàn),且易造成節(jié)氣門積碳、影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能等問題。目前市面上為消除油門遲滯單獨(dú)加裝的“電子油門加速器”通常采取直接提高油門反應(yīng)的方式,此方法造成的安全隱患不可忽視。本文針對(duì)該現(xiàn)象,通過傳感器監(jiān)測(cè)汽車前方障礙物并結(jié)合自身車速情況,在保障安全的情況下提高油門反應(yīng),設(shè)計(jì)了不同情況下的油門加速控制方式,從而達(dá)到消除油門遲滯、改善駕駛員駕駛體驗(yàn)的效果。為提高控制精度,并完成系統(tǒng)總體控制功能的實(shí)現(xiàn),本文針對(duì)節(jié)氣門受到的非線性彈力、齒輪間隙、氣流阻尼力等非線性影響和系統(tǒng)工作傳動(dòng)模型進(jìn)行了研究,建立數(shù)學(xué)模型并設(shè)計(jì)了比傳統(tǒng)控制方法更精確的模糊PID控制方法來提高控制效果。本文系統(tǒng)借助Matlab/Simulink軟件平臺(tái)搭建了仿真模型并測(cè)試了控制系統(tǒng)響應(yīng)特性,并以單片機(jī)為核心研究設(shè)計(jì)了多功能智能化的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的軟硬件。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其控制有效性和可用性,結(jié)果表明控制效果符合要求,可保障系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：汽車 電子節(jié)氣門系統(tǒng) 誤踩油門 油門遲滯 模糊PID
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 電子節(jié)氣門系統(tǒng)存在的不足與發(fā)展空間12-13
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 1.4.1 非線性影響因素分析13
• 1.4.2 控制算法設(shè)計(jì)13
• 1.4.3 油門誤踩應(yīng)對(duì)策略研究13-14
• 1.4.4 消除油門遲滯現(xiàn)象研究14-15
• 第二章 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理15-23
• 2.1 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的工作原理15
• 2.2 電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)分析15-21
• 2.2.1 加速踏板位置傳感器15-18
• 2.2.2 節(jié)氣門總成18-21
• 2.2.3 電子節(jié)氣門控制單元21
• 2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的脈沖調(diào)制方式21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的非線性影響及數(shù)學(xué)建模分析23-35
• 3.1 電子節(jié)氣門系統(tǒng)非線性影響分析23-29
• 3.1.1 齒輪機(jī)構(gòu)齒隙非線性23-25
• 3.1.2 節(jié)氣門復(fù)位彈簧的非線性25-26
• 3.1.3 節(jié)氣門閥片運(yùn)動(dòng)時(shí)的非線性摩擦力26-27
• 3.1.4 進(jìn)氣氣流沖擊影響27-29
• 3.2 節(jié)氣門控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型29-33
• 3.2.1 直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型30
• 3.2.2 節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型30-32
• 3.2.3 節(jié)氣門位置傳感器數(shù)學(xué)模型32-33
• 3.3 電子節(jié)氣門系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 智能電子節(jié)氣門的控制策略35-48
• 4.1 控制方法分析與選擇35-36
• 4.2 常規(guī)PID控制36-39
• 4.2.1 PID控制原理36-37
• 4.2.2 PID控制模型37-38
• 4.2.3 PID控制參數(shù)整定38-39
• 4.3 模糊PID控制器研究39-47
• 4.3.1 模糊控制原理39-40
• 4.3.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)40-47
• 4.3.3 模糊PID控制器Matlab仿真模型47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的仿真試驗(yàn)48-57
• 5.1 系統(tǒng)總試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>48
• 5.2 信號(hào)輸入模塊48-49
• 5.3 踏板位置傳感器模塊49-50
• 5.4 PID控制器模塊50
• 5.5 PWM驅(qū)動(dòng)模塊50-51
• 5.6 節(jié)氣門直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊51-53
• 5.7 節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型53-54
• 5.8 仿真結(jié)果分析54-56
• 5.8.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)介紹54-55
• 5.8.2 階躍響應(yīng)分析55
• 5.8.3 跟隨響應(yīng)分析55-56
• 5.9 本章小節(jié)56-57
• 第六章 智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)防誤踩與油門加速方案設(shè)計(jì)57-76
• 6.1 智能電子節(jié)氣門硬件電路設(shè)計(jì)57-64
• 6.1.1 信號(hào)采集模塊58-59
• 6.1.2 主控模塊59-60
• 6.1.3 驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行模塊60-64
• 6.2 誤踩油門判定研究64-69
• 6.2.1 信號(hào)抑制機(jī)制64
• 6.2.2 誤踩油門加速度閾值試驗(yàn)64-67
• 6.2.3 誤踩油門加速度閾值分析67-69
• 6.3 消除油門遲滯現(xiàn)象研究69-71
• 6.3.1 電子油門加速器69-70
• 6.3.2 油門加速方案設(shè)計(jì)70-71
• 6.4 系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)71-75
• 6.4.1 PWM控制子程序72-73
• 6.4.2 信號(hào)檢測(cè)子程序73-74
• 6.4.3 角度及加速度換算子程序74
• 6.4.4 模糊PID控制子程序74-75
• 6.5 本章小節(jié)75-76
• 第七章 結(jié)論與展望76-78
• 7.1 結(jié)論76
• 7.2 展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 附錄82-83
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果83

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本文編號(hào)：609194