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原文传递压电陶瓷式喷油器驱动系统

论文题名：	压电陶瓷式喷油器驱动系统
关键词：	压电陶瓷喷油器;驱动电路;脉宽调制;模糊PID
摘要：	随着能源危机的加剧以及排放法规的日益严格,传统的电磁阀式喷油器越来越难以满足人们对节能和环保的要求。然而，压电陶瓷式喷油器凭借其响应快、体积小、灵敏度高及位移精度与分辨率高等优势，成为喷油器的主流发展方向。因此,对压电陶瓷式喷油器的驱动系统的研究有着十分重要的意义。　　本文首先对压电陶瓷的特性进行了介绍，接着对压电陶瓷叠堆在喷油器驱动系统上的工作原理进行了详细分析,然后根据压电陶瓷叠堆的特点对比了电压式驱动方式和电流式驱动方式，择优选择了电流式驱动方式。针对电流驱动方式，选择目前比较常见的单峰值电流驱动方式和多峰值电流驱动方式进行分析研究。最后，在理论上针对压电陶瓷式执行器控制系统精确度高、响应速度快的要求，做了深入的理论分析，并设计了一款压电陶瓷式喷油器驱动系统。该系统主要由微控制器MCU、DC/DC升压电路、充放电电路、电压反馈电路、电流反馈电路组成。其工作原理为:喷油器喷油前，通过MCU控制其升压电路将车载蓄电瓶电压12V升至100V,从而驱动压电陶瓷叠堆发生形变,由MCU产生的脉宽调制（PWM）信号作用于充放电电路，进行充电、放电控制,通过电流、电压反馈电路将电路实时信息反馈到MCU中。接着MCU利用模糊PID算法对反馈结果进行处理，处理后的结果再作用于充放电电路，使得驱动电路的驱动电流和电压的值保持在设定的范围内，提高系统的动态稳定性，从而使喷油系统的电流和电压控制更加精确，实现多次喷射。　　实验结果表明：压电陶瓷式驱动器的充放电时间在100μs?200μs之间，电压也能在150μs左右的时间迅速实现变化，满足驱动器的控制要求，验证了系统的正确性与优越性。
作者：	张孟宝
专业：	控制工程
导师：	张宝峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津理工大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文