【摘 要】
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汽车行业的飞速发展给人们带来了能源消耗和环境污染等问题,为改善汽车带来的负面影响,各国制定了一系列法案,并加大了对汽车技术的资金投入。发动机系统是汽车的动力来源部分,提高发动机技术对提升汽车动力性能和降低排放都有着重要意义,也是目前汽车技术领域的研究热点。电子节气门作为汽车发动机系统中的关键部分,主要用来控制发动机气缸的进气量,电子节气门控制策略则是根据汽车的工况改变发动机气缸进气量以提供最佳的空
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汽车行业的飞速发展给人们带来了能源消耗和环境污染等问题,为改善汽车带来的负面影响,各国制定了一系列法案,并加大了对汽车技术的资金投入。发动机系统是汽车的动力来源部分,提高发动机技术对提升汽车动力性能和降低排放都有着重要意义,也是目前汽车技术领域的研究热点。电子节气门作为汽车发动机系统中的关键部分,主要用来控制发动机气缸的进气量,电子节气门控制策略则是根据汽车的工况改变发动机气缸进气量以提供最佳的空气燃料比。设计稳定有效的节气门控制策略,对于汽车的燃油经济性、驾驶性能和解决尾气排放问题都有着重大的意义。本文针对电子节气门控制中的非线性问题,本文首先进行了电子节气门系统的建模,分析了PID控制所存在的不足,最后设计了模糊PID控制器和自适应PID控制器。本文的研究内容与成果如下:（1）分析了电子节气门结构以及工作原理,探讨了电子节气门系统中存在的非线性问题,并利用电机学和动力学知识建立了电子节气门控制系统的数学模型。（2）针对电子节气门系统的开度控制问题,首先介绍了经典PID控制理论,并分析了PID控制器在应对电子节气门系统中的非线性因素时存在的控制性能问题。为改善PID控制器在电子节气门控制中的缺点,首先设计了模糊PID控制器,考虑到模糊PID控制中模糊规则建立困难的问题,设计了带有前馈环节的自适应PID控制器并进行了Matlab仿真验证。（3）使用Lab Windows/CVI搭建了电子节气门控制性能测试平台来完成实验验证。通过此平台完成了PID控制和模糊PID控制两种控制器的对比实验,包括电子节气门开度的阶跃响应实验和正弦跟踪实验。实验结果表明,模糊PID控制器在响应时间和系统超调量等方面都要优于经典PID控制器。
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