汽車電控節(jié)氣門的不對稱建模和控制

在噴燃式發(fā)動機中，節(jié)氣門是調節(jié)進入發(fā)動機空氣量的閥，其間接地控制發(fā)動機的功率或轉速。如今，幾乎所有汽車都使用電控節(jié)氣門（ETC），即為線控驅動。ETC利用電信號而不是機械結構控制節(jié)氣門位置。而車輛發(fā)動機管理系統(tǒng)對節(jié)氣門伺服機構的性能有很大的依賴性，因此節(jié)氣門的基本控制系統(tǒng)必須是高效、魯棒性能好且易于調節(jié)的。ETC系統(tǒng)包含操縱節(jié)氣門的直流電動機和測量節(jié)氣門位置的傳感器。在電源故障的情況下，系統(tǒng)中的復位彈簧將節(jié)氣門恢復至最初的位置。由于對節(jié)氣門的建模一般都沒考慮摩擦的非線性和結構的不對稱性，因此使控制器對節(jié)氣門的控制不夠精確，且魯棒性不夠高。提出了一種改進的汽車ETC模型，以能夠實時觀察節(jié)氣門的狀態(tài)。節(jié)氣門的性能主要取決于其打開和閉合的狀態(tài)。復位彈簧的存在使節(jié)氣門具有不對稱性，考慮該不對稱特性而建立了ETC的數(shù)學模型，并將該不對稱模型導入非線性非對稱比例積分（PI）控制器中，即為改進的PI控制器。試驗結果表明，節(jié)氣門的不對稱性可大大提高ETC控制器的性能。利用許多車輛上用的A2C59511705、P.N.06F13306J大陸VDO ETC進行硬件在環(huán)試驗。試驗結果表明，所提出的非對稱PI控制器對模型的非線性和摩擦現(xiàn)象有很好的抵抗能力。雖然對改進PI控制器的設計是在恒定條件下進行的，但在實際試驗中該控制器能夠隨著參考信號而變化。

刊名：Int.J.Numer. Model（英）

刊期：2016年第29期

作者：Gisela Pujol et al

編譯：朱會