汽车电子节气门的控制策略研究

介绍了汽车电子节气门的结构原理,对整个系统的模型构建和控制策略做了深入的分析研究。提出采用双重控制算法来实现对电子节气门的控制。在节气门较大角度转动即大信号控制时,将整个系统看作是线性的,采用PID控制算法;在对节气门小角度变化即小信号控制时,对不能忽略的摩擦力和弹簧力这些非线性因素进行补偿,同时对进气扰动因素作了分析。     

电子节气门模糊自适应调节滑模控制及仿真

电子节气门控制系统具有强非线性时变特性,需采用非线性控制方法进行控制,其中滑模控制应用比较普遍,但系统在切换状态时容易出现抖振现象,不利于系统的精确控制。为改善性能,采用模糊自适应调节滑模控制方法,用模糊逻辑系统来代替传统滑模控制中的指数趋近率系数,从而达到消除滑模控制抖振现象。根据系统数学模型设计了模糊自适应调节滑模控制器,通过在Matlab中进行仿真。仿真结果表明:模糊自适应调节滑模控制能有效解决系统存在的非线性问题,消除滑模控制中出现的抖振,满足系统精确控制的要求。     

混联式混合动力汽车电子节气门系统研究

混合动力汽车(HEV)对发动机的控制提出了新的要求,针对问题,提出了以电子节气门系统精确控制发动机的进气量,量化输出转矩的方案.在分析一种混联式混合动力汽车整体结构、电子节气门的工作原理、结构以及主要的非线性影响因素基础上,将电子节气门控制系统与主控制器集成,并建立了基于滑模控制的仿真模型.仿真与试验测试结果表明,所研究的电子节气门控制系统能迅速获得预期节气门开度,很好地执行主控制器发出的控制指令,并且响应速度快,稳定性好,满足了混合动力汽车对发动机的控制要求.     

基于回声状态网络的电子节气门复合智能控制

针对强非线性复杂时变的电子节气门,研究了一种基于回声状态网络的复合智能控制器,并给出了该复合智能控制器的结构和实现方法.该复合智能控制器由前馈控制器和反馈控制器两个部分组成.前馈控制器为一个基于回声状态网络的逆模型控制器,用于抵消电子节气门的非线性特征;反馈控制器是PID控制器,用于补偿逆模型的建模误差,提高系统的鲁棒性.仿真实验表明,该控制器的实际效果良好.     

基于模型的PI鲁棒控制的电子节气门方法研究

精确控制电子节气门对提高汽车动力特性,减少危害气体排放,提高燃油利用效率具有重要意义。针对电子节气门系统的非线性和干扰等不确定特性,设计PI鲁棒控制器,克服非线性等对电子节气门输出响应的影响。该控制器在传统的PID算法中增加非线性控制量,能抑制由于系统非线性环节等干扰引起的性能恶化。根据电子节气门动作信号抽象出系统输入信号,对控制系统进行仿真。仿真结果表明鲁棒PI控制的电子节气门控制系统具有较小的超调量,能快速跟踪输入并具有较小的稳态误差和一定的鲁棒特性。     

基于IMC原理的电子节气门控制策略

发动机系统中的电子节气门是一种典型的非线性控制对象,特别是节气门运动过程中的弹簧扭矩和摩擦阻力十分复杂,其数学模型很难精确建立,参数不易获取.针对电子节气门的非线性因素,提出一种内模控制器的设计方法.首先分析电子节气门系统的数学模型,在Matlab/Simulink仿真平台上对模型的有效性进行验证,进而以内模控制结构为基础,建立电子节气门复域模型,分析系统的非线性干扰,设计针对时变参数的内模控制器.仿真结果显示,在模型较精确的情况下,内模控制器具有优于传统PID和一般滑模控制的控制性能,而在模型失配的情况下,内模控制器的鲁棒性能够保证它的控制性能仍然优于传统PID.在所提出的内模控制器设计方法中,前馈滤波器的设计并未用到任何系统参数,但仍然能够保证理想的稳态响应和扰动响应,因此所提出方法相比于很多针对具体模型的控制策略,具有更好的实用价值.     

电子节气门控制器的设计

针对电子节气门系统结构复杂的特点,提出了一种新的电子节气门位置传感器智能控制的设计方法。该控制器由TMS320LF4207中央处理器和TLF6209驱动芯片等组成。具体给出了电子节气门系统在发动机控制系统中的应用框架,通过专家自整定PID控制策略,实现对节气门系统的位置控制。电子节气门开度的阶跃响应试验验证了该方法可以对电子节气门实现精确、快速和稳态误差小的闭环控制。     

基于LabVIEW 的电子节气门开度闭环控制系统设计

设计了基于LabVIEW 2010平台实现对汽车电子节气门蝶阀开度的闭环控制系统。系统选用NI的高速M系列USB-6251数据采集板卡采集从节气门位置传感器反馈的电压信号,且输出两路互补PWM信号控制节气门体中的直流电机。结合PID积分分离控制算法,即当节气门蝶阀开度变化较小时采用PID算法,当角度变化较大时采用PD算法。实验证明系统编程简单,人机交互方便,开发周期短,闭环控制效果良好,具有实际的应用价值。     

汽车发动机电子节气门智能控制系统研究

介绍了国内外电子节气门智能控制研究现状,设计电子节气门总体结构,建立了电子节气门数学模型,设计三种控制模式仿真模块,仿真实验结果表明,普通PID控制结构简单,但超调量大,滑模变结构控制动态跟随性好,超调量小,但动态响应平稳性较差,模糊自适应PID控制具有良好的动态响应性能和变速平稳性能,能够使电子节气门达到较好的控制效果。     

Neural network-based sliding mode control of electronic throttle

A neural network-based sliding mode controller for an electronic throttle of an internal combustion engine is proposed. Electronic throttle is modeled as a linear system with uncertainties and affected by disturbances depending on the states of the system. The disturbances, consisting of an unknown friction and a torque caused by the dual spring mechanism inside the mechanical part of the throttle, are estimated by a neural network whose parameters are adapted on-line. The sliding mode controller and the parameters adaptation scheme are derived in order to achieve a tracking of a smooth reference signal, while preserving boundedness of all signals in the closed-loop system. Experimental results are presented which demonstrate the efficiency and robustness of the proposed control scheme.     

汽车电子节气门系统自适应固定时间预设性能控制

针对汽车电子节气门系统对暂稳态性能的较高要求以及系统固有的非线性和参数不确定性特性, 将预设性能控制策略与固定时间稳定性理论相结合, 应用自适应技术对系统参数的在线调节能力, 提出了一种自适应固定时间预设性能控制策略. 通过固定时间收敛理论与改进的预设性能函数设定及控制参数的实时调节, 保障了闭环控制系统对节气门开度任意参考信号的高性能位置跟踪及对运行过程中参数变化和负载扰动的鲁棒性. 控制器的有效性和优势通过MATLAB/Simulink仿真和基于dSPACE的硬件在环实验平台的实验得到验证.     

变结构控制系统到达条件的研究

洒文研究了变结构控制系统两种运动形式的联系,证明了在一定条件下,其常规运动向滑动流形接近的同时又在跟踪滑动模态,基于这一结果,我们提出了新的滑模到达条件,并将该用于变结构控制系统的设计,有效地削弱了抖振,改善了系统的稳态性能。     

基于backstepping方法的电子节气门控制

针对汽车电子节气门的跟踪控制要求,建立了面向控制器设计的非线性模型.采用输入整形(input-shaping)技术对跟踪输入信号进行滤波,应用backstepping方法设计了电子节气门的非线性控制器.将建模误差等不确定性看做加性外部扰动,分析了跟踪误差系统的输入到状态稳定性(input-to-state-stability,ISS),并据此给出了选择控制器参数的指导性准则.仿真实验表明基于backstepping的控制方法能够很好的实现电子节气门的跟踪控制.     

神经网络滑模变结构控制研究综述

综述了近年来将人工神经网络控制和滑模变结构控制相结合的研究工作．从神经网络在滑模变结构控制中不同的应用方式出发，论述了神经网络在提高和改善滑模变结构系统性能方面的理论和方法，分析了它们各自的特点与相互之间的联系．最后展望了该领域未来的研究方向．     

Self-tuning type variable structure control method for a class of nonlinear systems

In this paper we propose a new self-tuning type Variable Structure Control (VSC) method for a class of nonlinear dynamical systems with parametric uncertainties. The controller is designed to satisfy the sliding mode condition; mean-while the on-line parameter identification is incorporated in the control system. Necessary modifications are made for the parameter identification to avoid the control singularity problem. By virtue of the sliding mode, the proposed identification algorithm can be applied to those nonlinear systems which may not be linear in parametric space but are linear while in the sliding mode. A model-based strategy is further introduced to estimate the uncertainty bound. The new approach attains the gain scheduling property by tuning the switching gain in accordance with the estimated system uncertainties, that is, the switching gain decreases asymptotically while the sliding mode condition is still maintained. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

一类不确定混沌系统的模糊滑模控制与同步

针对一类具有不确定项的二阶连续时间混沌系统的定值跟踪控制和自混沌同步及异结构混沌同步问题,提出了一种模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器,并从理论上证明了控制系统的稳定性.在该控制器的作用下,可以实现两个相同或不同结构的混沌系统的控制与同步,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性.定值跟踪和同步控制的仿真结果表明,该控制器是有效的.     

模糊自学习滑模变结构控制的研究及在直线AC伺服系统中的应用

滑模变结构控制（SMSVC）是一种特殊的非线性控制策略,它对参数变化,负载扰动以及系统的不确定性有强的鲁棒性。然而,系统的控制精度和稳定性受到由滑模开关控制所引起的抖振的影响,在本文给出的方法中,抖振可以通过在传统的滑模控制中引入模糊自学习加以有效的抑制,而对SMVSC的强鲁棒性不产生影响,对于直接驱动的AC直线伺服系统的仿真结果显示了这种方法是有效的。     

基于80C196KB单片机汽车智能电子节气门控制系统的设计

针对发动机节气门传统的拉索操纵方式的缺点，设计了以80C196KB单片机为核心的智能电子节气门控制系统，给出了智能电子节气门控制系统的硬件设计和软件设计。     

Terminal sliding mode control of second-order nonlinear uncertain systems

In this paper, a terminal sliding mode control scheme is proposed for second-order nonlinear uncertain systems. By using a function augmented sliding hyperplane, it is guaranteed that the output tracking error converges to zero in finite time which can be set arbitrarily. In addition, the proposed scheme eliminates the reaching phase problem so that the closed-loop system always shows the invariance property to parameter uncertainties. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.