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摘要：随着自动化控制技术的不断发展，给发动机系统提出了更高的要求。为了使发动机系统性能更加优越，必须要对可变配气相位控制系统进行优化和改造。目前模糊P1D控制技术在该领域的应用具有巨大优势，成为可变配气相位控制系统优化设计的关键技术。鉴于此，文章重点就模糊P1D控制技术在可变配气相位控制系统优化设计中的应用及仿真研究进行分析，以供参考和借鉴。
关键字：模糊PID；控制系统；可变配气相位；仿真分析
引言
模糊控制已成为智能自动化控制研究中最为活跃而又富有成果的领域，其中模糊P1D控制技术扮演了十分重要的角色，并且仍将成为未来研究与应用的重点技术之一，这完全可以从过去的传统与现代控制技术的应用发展历史来理解。到目前为止，现代控制理论从许多控制应用中获得了大量成功的范例，然而在工业过程控制中，PID类型的控制技术仍然占有主导地位，特别是在化工、冶金过程控制中，众多量大面广的控制过程（温度、流量、压力、液位等），基本上仍然是应用着PID类型的控制单元。虽然未来的控制技术应用领域会越来越宽广、被控对象可以是越来越复杂，相应的控制技术也会变得越来越精巧，但是以PID为原理的各种控制器将是过程控制中不可或缺的基本控制单元。
1模糊PID控制原理
1.1模糊PID控制系统结构
模糊PID控制系统分为两个部分，即可控PID系统和模糊控制系统。可控系统主要任务是完成直接通知，模糊控制主要任务是对PID参数的在线修正。
1.2PID参数调整规则
数字式PID控制器一般用以下函数表示：
2基于模糊PID控制的可变配气相位控制系统研究
2.1VCT控制系统的组成
图1为VCT系统结构图，发动机管理系统（EMS）对凸轮相位传感器和曲轴位置传感器传来的信号来判断凸轮相位相对于上止点的位置，EMS根据相位的实际位置和MAP图来控制机油控制阀动作，完成可变配气相位的控制。EMS有一个专门用于凸轮轴相位的特性场，根据发动机数据匹配的目标，在转速-负荷表格中设定了这些凸轮轴相位，凸轮轴相位由一个闭环控制回路根据VCT特性场进行调节。机油控制阀为比例电磁阀，根据控制电流的大小，输出不同的电磁力，使阀杆处于不同位置，进而控制VCT液压油的流动方向及流通的截面积。根据流动方向确定相位调节的方向，通过改变流通截面积控制相位调节的速度。通过分析可知，在比例电磁阀工作区间内，液压执行元件的响应与占空比之间不是完全的线性关系，这增加了控制的难度。
图1VCT系统的结构图
2.2模糊变量确定
3基于模糊PID控制的可变配气相位控制系统仿真研究
其输出经过执行器以后，产生一个主动控制力作用于被控对象，得到的仿真控制效果如图3，图2为常规PID的控制效果图。从图中各控制方法的阶跃响应曲线可以看出，应用PID在电液比例系统的控制过程实现了较为理想的控制效果。将两种控制结果相比较，PID控制系统阶跃响应效果在大相位调整阶跃响应曲线具有上升快、过渡过程时间短、超调量小的优点。在小相位调整时，差别不太明显，这表明利用PID可以基本实现VCT系统的准确控制。
图2传统PID阶跃响应控制
图3本次研究中PID阶跃响应控制
结束语
综上所述，传统的可变配气相位控制系统中存在些许的缺陷和不足，导致发动机性能受到严重影响。而本次研究中引入了模糊集合论，将模糊PID控制技术合理应用其中，通过仿真研究发现，可变配气相位控制系统克服了原有的缺陷，提高了整体性能，具有重要的应用价值。
参考文献
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