電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)過沖抑制器的模糊策略

圖1 電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)

電子節(jié)氣門是一種電動(dòng)機(jī)械裝置，由3個(gè)動(dòng)態(tài)部件組成：電機(jī)、齒輪箱和復(fù)位彈簧。電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)如圖1所示。

電子節(jié)氣門控制器是一種非線性裝置，該裝置的影響因素（如齒間隙、齒輪摩擦、節(jié)氣門摩擦和彈簧剛度）會(huì)影響車輛控制的響應(yīng)性能。影響電子節(jié)氣門控制的主要因素是復(fù)位彈簧負(fù)荷。電子節(jié)氣門在工作過程中可能會(huì)產(chǎn)生過沖/下沖現(xiàn)象。將抗飽和算法與控制器相結(jié)合以控制系統(tǒng)的過沖/下沖，其中，使用的控制器是離散的模糊PI控制器和離散的PID控制器。電子節(jié)氣門系統(tǒng)能夠在所有輸入情況（單極加速度、正弦加速度和多步加速度）下電動(dòng)控制節(jié)氣門閥以消除節(jié)氣門的過沖/下沖行為。在試驗(yàn)中，使用常規(guī)的PID控制器和模糊PI控制器，并將它們安裝在微控制芯片上進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，利用過沖抑制器能夠跟蹤單斜坡和正弦加速輸入對(duì)節(jié)氣門進(jìn)行有效的操作，極大地消除了節(jié)氣門的過沖/下沖問題。過沖抑制器能同時(shí)用于多個(gè)控制器。由于在計(jì)算過程中使用微小的編碼存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以及采用了簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，因此過沖抑制器的小型化能應(yīng)用于受空間布置限制的嵌入式系統(tǒng)中。使用以下標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估控制器性能：平方誤差積分（ISE）、絕對(duì)誤差積分（IAE）、最大過沖（OVM）和最大設(shè)定時(shí)間（STM）。結(jié)果表明，模糊PI控制器的輸出值比PID控制器的輸出值小94%；在最大過沖和最大設(shè)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)中，兩種控制器在單斜坡加速度和正弦加速度輸入下的結(jié)果都為0。因此，模糊PI控制器比PID更有效。

AnurakJansrietal.7th InternationalConferenceon InformationCommunication TechnologyforEmbedded Systems 2016.

編譯：朱會(huì)