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原文传递电子节气门控制系统研究与开发

论文题名：	电子节气门控制系统研究与开发
关键词：	电子节气门;控制系统;滑动模态控制器;节气门位置传感器;汽车动力性;用单片机;驱动电机;控制信号;控制功能;滑模控制算法;底层驱动模块;功能模块包;非线性因素;非线性控制;最佳控制;准确控制;转动方向;运行曲线;运行精度;芯片
摘要：	随着汽车工业的不断发展，人们在努力追求汽车动力性、经济性的同时，对汽车行驶的安全性、稳定性和驾乘舒适性也提出了更高的要求。传统的机械调节和控制方法很难实现汽车的最佳控制，因此汽车的各种操纵系统向电子控制方向发展。电子节气门控制系统能根据发动机的转矩需求实现最佳的进气控制，被认为是传统节气门的理想替代品。　　本文首先对电子节气门系统进行了全面的介绍，对电子节气门的结构原理进行控制策略的分析，由于电子节气门的机械系统存在着较强的非线性因素，其驱动电机存在着磁滞性，因而在改变其转动方向时有滞后性使得电子节气门的精确控制较为困难。针对电子节气门的非线性控制进行研究，提出滑模控制算法，实现对电子节气门的准确控制。　　设计了2种控制器(PID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；滑模控制器具有较好地跟踪性，而且滞后得到了较好的改善，可以较好地满足控制要求。　　本文选用菲斯卡尔公司的16位单片机MC9S12GC64为主芯片，扩展了片外存储器和I/O口，增加了通信电路。单片机采集目标和实际开度，并输出控制信号至驱动电路，驱动电机使节气门到达目标开度。采用H桥MC33887芯片实现了电机的可逆控制。　　系统软件采用单片机C语言编写，主要完成底层驱动模块、控制功能和串行通信功能。控制功能实现了节气门位置的闭环控制，可分为初始化部分和工作循环部分。主要功能模块包括节气门位置和踏板位置的采集、节气门位置传感器和踏板位置传感器的故障诊断、节气门角度、控制量的计算和输出等。　　论文最后对整个系统进行了试验，得出几组电子节气门的运行曲线，将节气门的位置反馈信号与控制信号进行比较，并作简要的分析。试验证明本控制系统的各项性能基本满足设计要求，且运行精度高，可靠性好，具有很好的应用前景。
作者：	李训辉
专业：	控制理论与控制工程
导师：	冯辉宗
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆邮电大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文