隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,汽車保有量逐年遞增,人們不僅追求汽車的動力性和穩(wěn)定性,還對經(jīng)濟性、安全性、油耗和排放等提出了更高的要求。節(jié)氣門作為控制發(fā)動機進氣量的一道閥門,是控制發(fā)動機工作時達到最佳空燃比的一個重要部件。相較于傳統(tǒng)機械式節(jié)氣門,電子節(jié)氣門可以實現(xiàn)不同工況下更精確的開度控制,從而控制進氣量配合發(fā)動機噴油系統(tǒng)達到最佳空燃比,進一步提升汽車的動力性和穩(wěn)定性,降低油耗和減少污染物的排放。通過對電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的非線性特性和實際擾動進行分析,建立動態(tài)數(shù)學(xué)模型,研究基于T-S模型的模糊控制算法,提高電子節(jié)氣門閉環(huán)控制系統(tǒng)性能。本文首先分析了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,重點研究了電子節(jié)氣門系統(tǒng)因機械結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的非線性特性,其中包括非線性復(fù)位彈簧、非線性摩擦、齒輪間隙以及進氣氣流對電子節(jié)氣門閥片沖擊所帶來的非線性擾動。并根據(jù)動力學(xué)分析建立了電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型,通過實驗和查閱文獻得到模型物理參數(shù)。針對電子節(jié)氣門非線性特性及實際工況下所產(chǎn)生的擾動和參數(shù)攝動問題,提出了一種基于T-S模型的模糊PID控制策略,根據(jù)電子節(jié)氣門PID控制策略的成功控制經(jīng)驗,結(jié)合T-S模... 

【文章來源】：長春大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國汽車保有量柱狀圖

繽?1-2所示。油門踏板通過連桿或拉線直接連接到節(jié)氣門閥片，二者之間是一種剛性連連接，駕駛員松開或踩踏油門踏板的位移量直接決定了節(jié)氣門閥片的開度，從而控制進入氣缸的空氣流量。這種機械式節(jié)氣門具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，但因為節(jié)氣門開度只受油門踏板控制，是一種開環(huán)控制無法達到精確控制進氣量。而且在不同工況下，發(fā)動機所需空氣和燃油的比例也是不同的，僅通過駕駛員的經(jīng)驗控制油門踏板進而控制進氣量顯然無法達到最佳空燃比。這不僅會影響發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性，還會因燃燒不充分產(chǎn)生大量污染氣體。圖1-2傳統(tǒng)機械式節(jié)氣門結(jié)構(gòu)示意圖隨著電控技術(shù)在汽車行業(yè)的發(fā)展，90年代初，德國博世（Bosch）、美國德爾福（Delphi）、日本豐田（Toyota）、意大利馬瑞利（Marelli）等公司加大了電子節(jié)氣門的科研力度，生產(chǎn)并應(yīng)用在部分中高檔轎車上。推動了電子節(jié)氣門技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域的發(fā)展。20世紀(jì)初，德國博世公司推出的第二代汽車電子節(jié)氣門，分別在駕駛員油門踏板及節(jié)氣門上添加了位置傳感器，同時采集油門踏板的位置信息和電子節(jié)氣節(jié)氣門拉線油門踏板復(fù)位彈簧進氣通道

第1章緒論4門的開度信息。將其轉(zhuǎn)換成電壓信號送到節(jié)氣門控制單元，ECU通過分析判斷當(dāng)前汽車工況，根據(jù)控制算法計算出電子節(jié)氣門所需的最佳開度，通過電子節(jié)氣門的電控單元發(fā)送指令至執(zhí)行機構(gòu)，使節(jié)氣門閥片開度達到理想位置完成控制。圖1-3為電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)示意圖。圖1-3電子節(jié)氣門節(jié)氣門控制系統(tǒng)示意圖美國的德爾福公司在2004年推出了其第三代電子節(jié)氣門產(chǎn)品，并將節(jié)氣門的控制單元與發(fā)動機控制單元合并使用[10]。該款產(chǎn)品為用戶提供了三種工作模式，分別為動力模式、正常模式和雪地模式，當(dāng)用戶選擇不同的駕駛模式時，汽車對油門踏板位置變化的感知靈敏度會發(fā)生變化。同時該款產(chǎn)品還能根據(jù)不同的海拔高度對節(jié)氣門閥片的開度進行補償[11]。此外，國外專家學(xué)者對電子節(jié)氣門控制方法進行了大量的研究，應(yīng)用最早最廣泛的就是PID控制。隨著研究的不斷深入一些新的控制方法被提出。文獻[12]提出了一種電子節(jié)氣門自適應(yīng)控制算法，利用最小二乘法對系統(tǒng)中部分未知量進行參數(shù)辨識，然后對控制器參數(shù)作出調(diào)整。參數(shù)在線辨識需要添加外部激勵信號，但在實際工況中往往不允許添加外部激勵信號，因此實用性不高。文獻[13]提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滑�？刂扑惴�，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線估計摩擦力矩和彈簧力矩等非線性參數(shù)。使得滑�？刂频那袚Q增益適當(dāng)減小，有效的削弱了系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象。但是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線估計運算量大，用于實際系統(tǒng)時對處理器的性能要求較高。文獻[14]提出了帶約束時間的最優(yōu)控制器[14-17]。從數(shù)學(xué)建模的角度入手，構(gòu)建相對精確的電子節(jié)氣門數(shù)學(xué)模型，完成控制器的設(shè)計。但這種方法過度依賴模型，對模型參數(shù)非常敏感當(dāng)參數(shù)發(fā)生攝動時會對控制精度產(chǎn)生影響。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)針對電子節(jié)氣門的相關(guān)研究起步較晚，技術(shù)落后于國外。國

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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