汽车电子节气门仿真与控制研究及创新.pdf

机械 设 计 与制 造 第 1期 Machinery Design Manufacture 2010年 1月 文章编号：1001—3997(2010)0l一0266—03 汽车电子节气门仿真与控制研究冰 郭 辉 张振东z朱红萍 1上海工程技术大学 汽车工程学院，上海 201620)(上海理工大学 机械学院，上海 200093) Studyonsimulationofelectronicthrottlecontrolsystem GUO Hui，ZHANG Zhen-dong2，ZHU Hong-ping~ (CollegeofAutomobileEngineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China) (CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China) 2 摘【 要】对汽车电子节气门系统的受力情况进行分析，建立数学模型，设计了3种控制策略进行仿 2 《真研究与分析。结果表明，PID控制策略简单、易于实现，但超调较大；模糊控制策略具有良好的跟踪性，但 3 《存在一定的滞后；滑模控制策略有着良好的鲁棒性和动态响应特性，能够使汽车电子节气门系统达到较 《 2好的控制效果。最后，将模糊PID控制策略应用到某单缸发动机进行了对比试验，结果表明该控制策略适 I 3用于电子节气门系统，改进了发动机的性能。 2 《 关键词：电子节气门；非线性；控制系统；仿真 8 2 A【bstract】hdescribesthestructureandtheprincipleoftheelectronicthrottlecontrolsystem 2 《(ETCS)，andanalyzesthenonlinearity．AccordingtothemathematicalmodelofETCS，threecontrollers2 ；weredesignedandsimulated．TheresultsindicatethatthePIDc。，trollerseasy。realiz’e,buthasan8 2lovershoot；theFuzzycontrollercart,betterfollowthecontrolobjectives，6“hashysteresis；nadthesliding》 modec。nfrollerhasbetterm6tness,andcan6eMsedtoc。rolETcs． 1 ＆ 《 Keywords：Electronicthrottlecontrol；Nonlinearity；Controlsystem；Simulation 《 中图分类号 ：TH12，U464．136 文献标识码 ：A 1日jI舀 2系统结构与力分析 汽车进一步实现节能减排的关键技术之一是基于空气量调 电子节气门实际 是一个机电传动系统，如图1所示。直流 节的电子节气门技术 (ElectronicThrottleControl，ETC)。该技术不 电机是执行元件，减速齿轮组、复位弹簧、节气门阀片等组成了执 仅可实现发动机扭矩控制和精确空燃比控制，以提高发动机的动 行机构。电机电枢中的电流与励磁磁通相互作用产生电磁转矩。 力性、燃油经济性以及降低排放；集成于发动机控制系统时，还有 电磁转矩带动节气门轴转动，实现节气门的位置控制。而影响控 助于更好地完成与进气控制相关的汽车驱动防滑控制