● 摘要
电子节气门技术自20世纪80年代中后期出现以来,已经逐渐应用到众多中高级轿车的先进发动机上,由于能有效的改善汽车的燃油经济性和降低排放,实现车辆的柔性控制,其应用前景将越来越广泛。电子节气门控制已成为汽车动力控制系统中的一部分,它对于汽车的功率和驾驶控制有着非常重要的作用。但由于电子节气门的机械系统存在着较强的非线性因素,使得电子节气门的精确控制较为困难。而滑模控制作为一种简单而有效的控制方法,适用于存在较强非线性因素的系统。但是滑模变结构控制还有问题有待解决,如它的抖振问题。本论文正是在此基础上,针对电子节气门控制系统的要求进行了下面的研究工作。 首先,根据电子节气门体机构,分析了节气门体中各运动系统的特性并建立了相应的数学模型。 然后,对电子节气门控制策略的研究,选择滑模控制方法,设计了常规滑模控制器对电子节气门模型进行控制仿真,并对结果进行分析。 随后,针对传统滑模控制器中存在的抖振现象严重的情况,设计出了基于干扰观测器的滑模控制器和改进的基于干扰观测器的滑模控制器并进行了稳定性分析。为了工程上使用方便,又设计出基于速度观测器的滑模控制器,并进行了稳定性分析。后面通过仿真验证,证明了这些方法的有效性。 最后,针对基于干扰观测器的滑模控制器、改进的基于干扰观测器的滑模控制器、基于速度观测器的滑模控制器各自存在的问题,设计了基于高增益观测器的滑模控制器,并进行了仿真验证,取得了很好的控制效果,同时还将位置信号,速度信号和不确定项都很好的观测出来。
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