基于積分滑動模式控制理論的電子節(jié)氣門系統(tǒng)中魯棒控制器設(shè)計

汽車發(fā)動機中的主要部件之一是節(jié)氣門部件，其用于降低排放和提高燃油效率。對節(jié)氣門控制系統(tǒng)的設(shè)計是汽車發(fā)展的新需求。摩擦模型和非線性彈簧，系統(tǒng)參數(shù)的不確定性以及不滿足匹配條件是使節(jié)氣門模型具有非平滑非線性特性的主要原因，這也是建立節(jié)流板控制器模型時的主要障礙。對此，基于積分滑動模式控制理論設(shè)計電子節(jié)氣門系統(tǒng)中的魯棒控制器。由于滑動模式的主要優(yōu)點是對系統(tǒng)參數(shù)的變化和外界干擾不敏感，因此沒有必要進(jìn)行精確建模?；瑒幽Ｊ娇刂颇軌?qū)㈦娮庸?jié)氣門系統(tǒng)的運動向一維進(jìn)行解耦，從而降低了反饋設(shè)計的復(fù)雜性。采用滑動模式控制表明控制動作的不連續(xù)，可通過只具有“開/關(guān)”操作模式的常規(guī)功率轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。積分滑動模式控制由兩部分組成：第一部分用于控制標(biāo)準(zhǔn)電子節(jié)氣門系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制；第二部分是不連續(xù)部分，用于消除電子節(jié)氣門系統(tǒng)模型中參數(shù)的不確定性和非平滑非線性現(xiàn)象。通過7種數(shù)值仿真證明積分滑動模式控制的兩部分特征。在開始瞬間，描述電子節(jié)氣門的運動利用標(biāo)準(zhǔn)電子節(jié)氣門系統(tǒng)模型。仿真結(jié)果表明，由于積分滑動模式控制的應(yīng)用，因此電子節(jié)氣門模型不受系統(tǒng)參數(shù)不確定性和非平滑非線性特性的影響。在不同的系統(tǒng)參數(shù)下，電子節(jié)氣門都能做出快速的反應(yīng)，精確地確定系統(tǒng)的響應(yīng)特性和到達(dá)理想氣門角度所需的時間。此外，模擬測試結(jié)果還表明，該電子節(jié)氣門系統(tǒng)對發(fā)動機抖動問題具有抗干擾性，利用反正切函數(shù)可近似代替符號函數(shù)來解決抖動問題。

刊名：Al-Khwarizmi EngineeringJournal（英）

刊期：2015年第11期

作者：MustafaH.Mishary etal

編譯：朱會