智能電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制

設(shè)計(jì)了一種智能電子節(jié)氣門(mén)控制系統(tǒng)（ETCS）。在ETCS中，加速器踏板和節(jié)流板由電動(dòng)機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接；而在傳統(tǒng)車(chē)中，當(dāng)踩下加速器踏板時(shí)，連接節(jié)流板的電纜也會(huì)跟著移動(dòng)。電子節(jié)氣門(mén)是直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閥，能夠調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的空氣流量。在這種方式下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可以針對(duì)特定的發(fā)動(dòng)機(jī)/車(chē)輛操作模式保持期望的節(jié)氣門(mén)位置，從而提高車(chē)輛的駕駛性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放水平和安全性。使用高性能直流伺服電機(jī)和常規(guī)的比例積分微分（PID）控制器，具有PD（比例微分控制）和PID兩種類(lèi)型滑動(dòng)面（SS）的滑動(dòng)模式控制（SMC）。采用各種控制技術(shù)如魯棒控制、基于混合理論的時(shí)間最優(yōu)控制、可變結(jié)構(gòu)控制、基于RBF網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)逆模型控制系統(tǒng)、新型智能模糊控制，以及自適應(yīng)控制快速而精確地調(diào)節(jié)節(jié)流板的位置，并利用Matlab/Simulink軟件對(duì)不同控制器進(jìn)行模擬仿真，比較分析不同控制器的時(shí)間域性能。結(jié)果表明，PID控制器相比其它控制器在時(shí)間域特征的過(guò)沖階段、上升階段、穩(wěn)定階段和穩(wěn)態(tài)誤差方面具有更好的性能，且能夠大大減少?gòu)?fù)雜的計(jì)算工作量，同時(shí)也可以將該智能電子節(jié)氣門(mén)控制技術(shù)應(yīng)用到其它線性或非線性高階系統(tǒng)中。

圖1 具有智能ETCS的發(fā)動(dòng)機(jī)配置

試驗(yàn)結(jié)果表明，具有智能ETCS的發(fā)動(dòng)機(jī)配置（圖1）有速度范圍大、總效率高、污染少等優(yōu)點(diǎn)。

AnilKumarYadavetal. International Conference onEnergyEconomicsand Environment.2015.

編譯：朱會(huì)