电子节气门控制系统的开发研究

论文题目: 电子节气门控制系统的开发研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 动力机械及工程

作者: 朱二欣

导师: 林学东

关键词: 电子节气门,电控系统,滑模控制

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 传统的节气门靠机械连接进行控制,很难实现发动机性能的最佳控制。电子节气门控制系统采用电驱动,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。本文选用Intel 公司的16 位单片机80C196KC 为主芯片,开发了电子节气门控制系统的硬件电路。建立了电子节气门的数学模型,由此得到电子节气门的状态方程和传递函数结构图。电子节气门控制中存在变结构非线性问题。本文分别设计了普通的PID 控制算法及改进的变速积分PID 控制算法;并通过寻求适当的李雅普诺夫函数完成了用李雅普诺夫直接法实现变结构滑模控制的综合问题。系统软件采用单片机C 语言编写,主要完成控制功能和串行通信功能。控制功能分为初始化部分和工作循环部分;单片机通过串行口以RS-232 通信协议与计算机通信,监控软件采用LabWindows/CVI 编写。控制系统的动态试验表明,采用H 桥驱动电路、建立电子节气门精确的数学模型、采用滑模控制器可以精确地控制节气门的开度。

论文目录:

第一章绪论

1.1 汽车电控技术概况

1.2 发动机管理系统的发展

1.2.1 传统的发动机管理系统

1.2.2 基于转矩控制的发动机管理系统

1.3 电子节气门国内外研究现状

1.3.1 国外控制系统发展概况

1.3.2 国内控制系统发展概况

1.4 本文研究内容及意义

第二章电子节气门结构及标定

2.1 节气门控制系统

2.1.1 传统的节气门控制系统

2.1.2 电子节气门控制系统

2.2 电子节气门结构

2.3 电子节气门及踏板模块的标定

2.3.1 电子节气门的标定

2.3.2 踏板模块的标定

2.4 本章小结

第三章控制系统硬件设计

3.1 控制系统结构

3.2 控制系统电路设计

3.2.1 单片机的选择

3.2.2 单片机外部存储器的扩展

3.2.3 信号处理电路设计

3.2.4 通信电路

3.2.5 电源稳压电路

3.3 驱动电路设计

3.3.1 直流电机控制原理

3.3.2 直流电机不可逆PWM 控制电路

3.3.3 直流电机的可逆PWM 控制电路

3.4 本章小结

第四章电子节气门数学模型及控制算法设计

4.1 电子节气门的数学模型

4.1.1 直流电机的微分方程

4.1.2 执行机构的微分方程

4.1.3 节气门参数的识别

4.2 电子节气门非线性分析

4.3 控制算法设计

4.3.1 控制理论简介

4.3.2 滑模控制的应用

4.4 本章小结

第五章控制系统软件设计

5.1 软件系统总体分析

5.2 控制功能软件设计

5.2.1 控制软件整体结构

5.2.2 功能子程序设计

5.3 串行通信系统的开发

5.3.1 LabWindows/CVI 简介

5.3.2 串行通信协议设计

5.3.3 串行通信程序设计

5.4 本章小结

第六章控制结果分析

6.1 PID 控制试验结果

6.1.1 小开度向大开度阶跃

6.1.2 由大开度向小开度阶跃

6.1.3 随动跟踪试验结果

6.2 滑模控制试验结果

6.2.1 小开度向大开度阶跃

6.2.2 大开度向小开度阶跃

6.2.3 随动跟踪试验

第七章全文总结及展望

7.1 全文总结

7.2 工作展望

参考文献

图表索引

摘要

Abstract

致谢

导师及作者简介

发布时间: 2005-08-26

参考文献

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