电子节气门仿真控制

简要介绍了电子节气门技术的发展情况、系统的典型结构和工作原理,分析了电子节气门系统机械结构中存在的非线性问题,建立了其数学模型,设计了3种控制器(PID控制器、模糊控制器、滑动模态控制器)并进行了仿真.对仿真结果进行分析表明,PID控制器的控制精度较差,而且超调严重;模糊控制器具有较好地跟踪性,但存在一定的滞后现象;滑动模态控制器具有和模糊控制器相当的跟踪性能而且滞后得到了较好的改善,可以较好地满足控制要求.     

车辆轨迹的预瞄与模糊分数阶比例-积分-微分控制

为提高无人车辆轨迹控制的精度,提出了一种基于预瞄误差建模和优化模糊分数阶PID控制的车辆路径跟踪方法。根据车辆动力学特性,引入预瞄横向误差模型,以预瞄横向误差为输入,车辆前轮转角为输出,调整转角角度减小偏差实现轨迹跟踪,设计模糊分数阶PID跟踪控制器。该控制器在PID的基础上结合分数阶理论,同时利用粒子群算法优化的模糊控制器对参数进行在线调整。在CarSim/Simulink联合仿真平台进行仿真研究。研究结果表明,本文所设计的控制器可行有效,为轨迹控制的研究提供了参考。     

基于粒子群优化算法的分数阶PID控制器设计

分数阶PID控制器具有可变的微分和积分阶次,通过调整控制器参数可以获得更好的控制性能。本文基于粒子群优化算法设计分数阶PID控制器。首先介绍分数阶PID和粒子群优化算法,然后给出分数阶PID控制系统结构、分数阶微积分算子的近似算法和分数阶PID控制器设计的仿真流程,最后通过MATLAB/Simulink对算例进行控制器设计仿真。仿真结果表明,通过粒子群寻优能够获得满意的分数阶PID控制器参数,满足对控制性能的要求。     

基于数据的多模型分数阶PID控制方法

针对复杂非线性系统,将多模型建模与分数阶PID控制相结合,设计了一种完全基于输入-输出数据的多模型在线建模控制方法.首先,利用输入-输出数据对非线性系统进行在线多模型建模;然后,针对所建立的多个局部模型,基于加权控制方式设计分数阶PID控制器.该方法将对系统的建模与控制器的设计包含在一个控制系统设计框架以内,对系统模型的不确定性具有更好的鲁棒性,仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

基于滑模控制的发动机电子节气门研究

电子节气门是车用发动机的一个十分重要的装置,为提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放,已经广泛应用于汽车发动机上.电子节气门是一个典型的非线性系统,结合电子节气门的结构特点,在MATLAB/Simulink平台上建立了动态仿真模型.建立了节气门控制器的数学模型,设计了基于滑模控制的电子节气门控制器,并与PID控制结果进行比较.结果表明,采用滑模控制能克服系统中的非线性和不确定性.节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调,而且稳态误差小,能迅速地获得预期节气门的开度.     

分数阶 PID 控制器在火电厂锅炉汽包水位控制中的应用研究

基于有理函数逼近理论,结合对数幅频特性渐近线思想构造出了分数阶积分算子、分数阶微分算子的逼近函数,将此理论应用于分数阶PID控制器,并将此控制器用于锅炉汽包水位的控制中.仿真结果表明,分数阶PID控制器比传统的整数阶PID控制器以及模糊PID控制器对汽包水位的控制系统具有更好的控制品质.     

电子节气门滑模变结构控制方法研究

针对当前电子节气门因复位弹簧而引起的非线性特性问题,结合电子节气门的结构,分析了其变结构非线性特征,采用基于滑模控制的非线性控制方法,给出了该方法的里雅普诺夫稳定性证明.对电子节气门的经典PID(Proportional Integral Derivative)控制、变速PID和滑模控制进行了实验比较.在以16位80C196KC单片机为核心控制器的控制板上试验表明,变速PID在节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调量,在从大到小的阶跃变化时,超调量为4.8%,而滑模控制在节气门开度从小到大阶跃时,无超调量,从大到小变化时,超调量为1%.滑模控制法对电子节气门的非线性具有较好的控制效果.     

基于分数阶微积分的模糊分数阶控制器研究

在分析分数阶微积分的基础上,提出了一种新型模糊分数阶比例积分微分控制器.分数阶微积分将传统控制器中的积分和微分的阶数扩展到任意实数,为控制器的设计提供了比传统整数阶更好的性能扩展.结合分数阶比例积分微分控制器和模糊控制逻辑,用分数阶比例积分微分单元代替传统的模糊比例积分微分控制器中的比例积分微分单元,构建了模糊分数阶比例积分微分控制器的结构,采用模糊逻辑推理和Tus-tin离散方法实现了模糊分数阶比例积分微分控制器的计算.最后,用数字仿真方法和不同条件下的对比分析验证了新型模糊分数阶比例积分微分控制器的优良控制特性.研究结果表明,设计的新型模糊分数阶比例积分微分控制器对非线性和参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

模糊神经免疫自适应PID在恒张力控制系统中的应用

应用免疫反馈系统原理和模糊神经网络控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种模糊神经免疫自适应PID控制器,阐述了该控制器的特点、控制规律和整定方法.控制器参数P、I和D分别由模糊神经免疫反馈系统和模糊神经网络控制器在线修正.进行了恒张力控制系统的动态仿真,并与数字PID和模糊PID控制进行了比较.仿真结果表明,模糊神经免疫自适应PID控制器响应速度快、控制输出稳定、抗干扰能力强和鲁棒性好,较传统PID和模糊PID控制器具有更好的动、静态特性.     

电子节气门的自适应前馈-反馈复合控制器设计

针对具有复位弹簧和摩擦本征非线性特性的电子节气门系统,设计了一种自适应前馈-反馈复合控制器,以实现节气门的高精度位置跟踪控制。复合控制器由前馈控制器、非线性自适应补偿器和PID反馈控制器组成,是基于Lyapunov稳定性理论和自适应Backstepping技术推导获得的。因此,所设计的控制器既具有PID控制只使用输出位置检测信号反馈的优点,又避免了控制非线性系统时传统PID增益参数确定的标定与试凑。控制器的有效性通过仿真给出了验证。     

基于模型的汽油机电子节气门控制器设计

摘要： 建立了电子节气门系统模型，并通过系统辨识方法得出模型参数.根据被控电子节气门的摩擦力和非线性回位弹簧模型，设计了前馈非线性补偿控制器.将经过前馈非线性补偿后的电子节气门系统简化成线性系统，并对该线性系统进行H无穷控制器的设计.对设计的H无穷控制器进行离散化，并加入比例控制环节来弥补控制器离散化导致的性能下降.经过试验验证，在前馈非线性补偿器、H无穷控制器和比例控制的作用下，被控电子节气门的性能达到了设计需求.     

基于滑模控制的发动机电子节气门研究

电子节气门是车用发动机的一个十分重要的装置,为提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放,已经被广泛应用于汽车发动机上。电子节气门是一个典型的非线性系统,结合电子节气门的结构特点,在MATLAB/Simulink平台上建立了动态仿真模型,建立了节气门控制器的数学模型,设计了基于滑模控制的电子节气门控制器,并与PID控制结果进行比较。结果表明,采用滑模控制能克服系统中的非线性和不确定性,节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调而且稳态误差小,能迅速地获得预期节气门的开度。     

基于Matlab/Simulink的电子节气门控制系统仿真

介绍汽车电子节气门控制系统的结构组成和控制原理,建立基于Matlab/Simulink的动态仿真模型。针对电子节气门控制系统的非线性特点,设计变结构滑模控制器,并进行仿真分析,控制性能可以满足实车使用要求。     

基于自抗扰控制技术的电子节气门控制

为解决传统线性控制器无法满足汽车电子节气门控制要求的问题,利用自抗扰控制技术进行了电子节气门非线性控制器研究。首先根据博世公司的电子节气门性能指标,给出了参考过渡过程和采样时间的选取准则;然后通过将建模误差等不确定性看作加性外部扰动,利用扩张状态观测器实时估计出作用于系统的扰动总和,并给予补偿。仿真表明,基于自抗扰控制技术的控制方法能够很好地实现电子节气门的快速跟踪控制,而且具有较强的鲁棒性。     

增程式电动汽车电子节气门连续逼近滑膜控制器设计

增程式电动汽车是混合动力汽车的重要方向之一。为了提高增程式电动汽车电子节气门控制性能,且控制效果不随电子节气门特性变化而变差,基于电子节气门非线性特性,建立面向控制器设计的非线性模型;应用递推平均滤波法对待跟踪开度信号和节气门位置反馈信号进行滤波,采用切换控制率构造电子节气门经典滑膜控制器。针对经典滑膜控制器会产生颤振的问题,对切换控制率在滑膜面附近进行连续逼近,设计了基于平滑控制率的电子节气门连续逼近滑膜控制器。其后应用不变集理论分析控制系统的稳定性,并给出连续逼近滑膜控制器参数选取原则。通过实验验证所设计控制器的实时性和有效性,结果表明,所设计的连续逼近滑膜控制器能够有效抑制颤振现象,很好地实现电子节气门的跟踪控制,控制效果对模型精确度依赖性不高,不随电子节气门特性变化而变差。     

电控机械自动变速车辆发动机转速控制

分析了AMT车辆发动机控制方式和特点,提出了AMT车辆起步和换档过程发动机转速控制目标;对机械式节气门发动机通过加装电子节气门实现了发动机转速自动控制的要求;建立了发动机转速模糊控制器,并应用于所开发的AMT控制系统.台架试验结果表明改装的电子节气门控制性能良好,所建立的模糊控制器能够较好满足AMT车辆发动机转速控制的需求.     

基于simulink的汽车电子节气门控制系统的建模与仿真

分析了电子节气门中的非线性因素,推导出电子节气门的数学模型,根据数学模型在matlab/simulink中建立了系统的仿真模型,并分别采用PID控制及反演控制实现对电子节气门的控制仿真,得到了不同控制策略的仿真结果,并对结果进行了比较分析,为电子节气门的产品开发和实验提供了理论指导。     

电子节气门鲁棒滑模控制仿真研究

针对电子节气门系统的非线性环节和外部干扰复杂多变的问题,结合电子节气门的结构特点,建立了电子节气门数学模型,提出了一种基于指数趋近律的非线性鲁棒滑模控制,并对其进行了控制仿真.实验结果表明,基于指数趋近律的滑模鲁棒控制不仅能满足快速到达期望节气门开度,实现高精度控制等要求,而且可以增强电子节气门系统对外界干扰的鲁棒性.     

汽车电子节气门控制系统的研究现状及发展趋势

介绍了发动机电喷系统中电子节气门的作用、结构组成及工作原理,分析了影响电子节气门控制的非线性因素.电子节气门控制（ETC）系统的目的是提供精确、稳定的节气门阀片位置,其控制技术的关键是寻找一种适用的控制算法.笔者综述了目前这一领域的各项研究工作,并对ETC系统的发展趋势作了分析和探讨.