本文關(guān)鍵詞：電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)開發(fā)及其算法研究

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【摘要】：隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,人們不但追求汽車的動(dòng)力性和穩(wěn)定性,還對汽車的經(jīng)濟(jì)性、安全性和排放等提出了更高的要求。由于傳統(tǒng)的機(jī)械式結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)對車輛的最優(yōu)控制,而與此同時(shí),電子控制技術(shù)飛速發(fā)展并不斷地應(yīng)用到汽車當(dāng)中,顯著地提高了汽車的性能,給汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的變革。電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代汽車重要的電控系統(tǒng)之一,實(shí)現(xiàn)電子節(jié)氣門的精確控制對于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能有著重要的作用。本文首先分析了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的工作原理、基本結(jié)構(gòu),重點(diǎn)研究了機(jī)械結(jié)構(gòu)中存在的非線性因素,包括非線性彈簧,非線性摩擦,進(jìn)氣氣流對節(jié)氣門的非線性擾動(dòng)以及減速齒輪之間存在的間隙。然后建立節(jié)氣門的數(shù)學(xué)模型并通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對節(jié)氣門的主要物理參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。為了探究線性控制算法和非線性控制算法對電子節(jié)氣門的控制效果,分別采用增量式PID控制算法和變結(jié)構(gòu)滑�？刂扑惴▽�(jié)氣門進(jìn)行控制。在Matlab/Simulink中搭建節(jié)氣門模型以及控制器模型,通過仿真確定控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)�？刂葡到y(tǒng)的控制器選用英飛凌公司的以XC2765單片機(jī)作為主芯片的開發(fā)板,并且以英飛凌公司的TLE8209為主芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路�？刂葡到y(tǒng)的軟件部分采用C語言編寫并采用編譯和調(diào)試軟件Dav E和Tasking完成了對電子節(jié)氣門的控制�？刂葡到y(tǒng)的仿真與試驗(yàn)結(jié)果表明,相對于增量式PID算法,變結(jié)構(gòu)控制算法能夠適應(yīng)節(jié)氣門的非線性特性,實(shí)現(xiàn)對節(jié)氣門快速的控制,但是在實(shí)際控制系統(tǒng)中容易產(chǎn)生抖振。
【關(guān)鍵詞】：電子節(jié)氣門 非線性 變結(jié)構(gòu)控制 仿真 實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4;U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 電子節(jié)氣門研究的背景及意義9-10
• 1.2 電子節(jié)氣門國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 電子節(jié)氣門存在的問題和發(fā)展趨勢12-13
• 1.3.1 電子節(jié)氣門現(xiàn)存的問題與難點(diǎn)12
• 1.3.2 電子節(jié)氣門的發(fā)展趨勢12-13
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容13
• 1.5 本章小結(jié)13-15
• 第2章 電子節(jié)氣門工作原理及建模15-35
• 2.1 機(jī)械式節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)及工作原理15-16
• 2.2 電子節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)及工作原理16-20
• 2.2.1 電子節(jié)氣門體16-20
• 2.2.2 油門踏板20
• 2.2.3 電控單元ECU20
• 2.3 電子節(jié)氣門的非線性分析20-25
• 2.3.1 非線性摩擦21-22
• 2.3.2 非線性彈簧22-23
• 2.3.3 齒輪間隙的非線性23-25
• 2.3.4 進(jìn)氣氣流的非線性沖擊25
• 2.4 電子節(jié)氣門數(shù)學(xué)模型的建立25-30
• 2.4.1 直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.4.2 節(jié)氣門閥片的數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.5 電子節(jié)氣門主要參數(shù)的標(biāo)定30-34
• 2.5.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電阻的標(biāo)定30-31
• 2.5.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)反電動(dòng)勢常數(shù)的標(biāo)定31
• 2.5.3 節(jié)氣門位置傳感器的標(biāo)定31-32
• 2.5.4 彈簧參數(shù)與摩擦系數(shù)的標(biāo)定32-34
• 2.5.5 電子節(jié)氣門的其它參數(shù)34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第3章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)35-55
• 3.1 控制策略的選擇35
• 3.2 電子節(jié)氣門普通PID控制策略35-37
• 3.2.1 普通PID控制原理35-36
• 3.2.2 電子節(jié)氣門PID控制器36-37
• 3.3 電子節(jié)氣門變結(jié)構(gòu)控制策略37-42
• 3.3.1 變結(jié)構(gòu)控制的原理38-39
• 3.3.2 電子節(jié)氣門變結(jié)構(gòu)控制策略的設(shè)計(jì)39-42
• 3.4 控制系統(tǒng)的要求與結(jié)構(gòu)42-43
• 3.5 控制器主芯片的選型43-44
• 3.6 驅(qū)動(dòng)器電路的設(shè)計(jì)44-48
• 3.6.1 直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式44-45
• 3.6.2 驅(qū)動(dòng)芯片的選型45-47
• 3.6.3 驅(qū)動(dòng)電路板可靠性設(shè)計(jì)47-48
• 3.7 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)48-54
• 3.7.1 控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)48-49
• 3.7.2 控制系統(tǒng)軟件子程序設(shè)計(jì)49-54
• 3.8 本章小結(jié)54-55
• 第4章 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-63
• 4.1 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的性能要求55
• 4.2 仿真結(jié)果對比分析55-58
• 4.2.1 由小開度向大開度的階躍55-57
• 4.2.2 由大開度向小開度的階躍57-58
• 4.2.3 正弦信號位置跟蹤58
• 4.3 硬件實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析58-63
• 4.3.1 由小開度向大開度的階躍59-61
• 4.3.2 由大開度向小開度的階躍61-63
• 第5章 全文總結(jié)及展望63-65
• 5.1 全文工作總結(jié)63-64
• 5.2 不足及展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄69-71
• 作者簡介71-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：719712