汽车电子节气门滑模控制及实验平台的研究

发布时间：2017-12-24 09:28

本文关键词：汽车电子节气门滑模控制及实验平台的研究　出处：《辽宁工业大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：传统汽车节气门通过机械机构与油门踏板相连,存在很大的局限性。随着科技的不断进步,拥有诸多优点的电子节气门成为未来汽车发展的趋势。汽车电子节气采用电子装置取代了原有的机械连接,实现了节气门的精确控制,在减少了环境污染的同时,提高了驾驶的安全性和舒适性。但由于电子节气门具有非线性、不确定性、未知外界干扰等复杂特性,因此如何针对节气门系统的复杂特性,设计具有良好控制性能的节气门控制方法,已经成为目前广泛关注的问题。本文针对电子节气门控制难点,研究了电子节气门的滑模控制方法,并开发了相应的实验平台,具体内容如下:对汽车电子节气门控制系统进行分析,介绍了其结构及各部分的功能。通过对节气门体直流电机、复位弹簧、摩擦力、减速齿轮进行分析,建立了其数学模型。通过仪器测量、直流实验、查阅文献等方式,确定模型中的关键参数。分别采用PID和滑模控制算法对电子节气门进行控制。分析PID算法在单片机中的实际应用,给出电子节气门的PID控制器;分析滑模算法在单片机中的实际应用,根据已经建立的数学模型给出了电子节气门的滑模控制器。以Atmel16-A 8位单片机为控制器,BOSCH的DV-E5型号节气门为控制对象,配以油门踏板、电机驱动器、PC机等装置搭建了汽车节气门硬件实验平台,完成了控制系统的硬件设计和软件设计。控制算法以C语言的形式写入单片机控制器,并在PC机上运用LABVIEW设计了监控界面。本文基于所建立的数学模型,利用滑模控制方法在所搭建的实物平台上对汽车电子节气门进行控制实验。实验结果表明,控制器采用增量式PID控制时,在电子节气门的闭合阶段,系统具有很大的超调量;采用滑模控制时,节气门几乎没有超调现象,且能够快速、准确的跟踪加速踏板的动作指令。本文提出的控制方法为汽车电子工业提供了良好的参考价值。
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.52;U464.134.4

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