基于MATLAB的电子节气门控制器的建模与仿真.pdf

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1、第43卷第6期小型内燃机与车辆技术Vol.43No.6圆园14年12月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEDec.2014基于MATLAB的电子节气门控制器的建模与仿真*李岳林廖伯荣谢安平周喆吴勇刘宝杰（长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410076）摘要：根据数学模型在Matlab/Simulink中建立了电子节气门控制器的仿真模型，分别采用普通PID和模糊PID两种控制策略实现了对节气门的控制仿真，并对仿真结果进行了比较分析。结果显示模糊PID控制具有超调量小、瞬态响应速度快、性能稳定等优点，并验证了该模型的可行性。

2、关键词：节气门控制器模糊PID步进电机仿真+中图分类号：TK411.3文献标识码：A文章编号：2095-8234（2014）06-0039-05ModelingandSimulationofElectronicThrottleControllerBasedonMatlabLiYuelin，LiaoBorong，XieAnping，ZhouZhe，WuYong，LiuBaojieSchoolofAutomobileandMechanicalEngineering，ChangshaUniversityofScience&Technology（Changsha，Hunan，410076，C

3、hina）Abstract：SimulationmodelofelectronicthrottlecontrollerisestablishedintheMatlab/Simulinkaccordingtothemathematicalmodel，andbothordinaryPIDandfuzzyPIDcontrolstrategyarerespectivelyusedtoachievethethrottlecontrolsimulation.Resultsofthesimulationarecomparedandanalyzed，whichshowthatthefuzzyPIDc

4、ontrolisoflessovershoot，fasttransientresponse，stableperformance.Thefeasibilityofthemodelisverified.Keywords：Throttlecontroller，FuzzyPID，Steppermotor，Simulation统，因此对节气门控制器的研究十分必要。引言1电子节气门控制器模型的建立节气门是汽车发动机一个十分重要的控制部件，随着汽车电子技术的发展，传统机械式节气门逐电子节气门控制器由三相异步电机模块、电机[1]渐被电子节气门所取代。电子节气门广泛应用于现的坐标变换模块、PWM发生器

5、模块、逆变器模块、节代汽车上，其优点在于可根据驾驶员的意愿、油耗、气门本体模块、控制器模块等组成。Simulink库中没[2]排放需求，能够快速精准控制节气门的最佳开度，有步进电机模型，采用基于d-q轴的电压方程和运实现发动机最优空燃比控制，发挥发动机最佳性能，[5]动方程，搭建数学模型，步进电机模型是建立在三[6]提高车辆动力性和经济性，改善驾驶安全性和舒适相旋转坐标系上的，所以逆变器模块出来的三相定[3]性。电子节气门具有复杂、非线性、时变性等特点，子电流必须经过CLARK变换与PARK变换转换成[4]实际中的电子节气门控制还未达到较优效果。国内转子d-q轴上的电流。电流环采用普

6、通PID和模糊在电子节气门方面的研究起步较晚，发展较慢，国内PID控制方式，d-q轴上的经过CLARK逆变换和大多数生产的汽车采用国外的电子节气门控制系PARK逆变换转换到三相静止坐标系下，输出的三*基金项目：国家自然科学基金项目（项目批准号：51176014）。作者简介：李岳林（1963—），男，教授、博士生导师，主要从事汽车节能减排与新能源技术等研究。40小型内燃机与车辆技术第43卷相电流信号波形与锯齿载波在PWM模块里进行比号。逆变器调节各相绕组的通电顺序，实现步进电机较，生成六路脉冲信号，输出给逆变器。利用脉宽调的三相六拍、三相三拍等基本控制方式，节气门控制制技术（PWM），

7、将要调制的模拟信号波形与载波相器的仿真模型如图1所示。比较，得到控制器所需要输出的一系列脉冲控制信iaUaUaVecpwmib1+-dviref1ThetaialphaialphaiairefiaicConstant模糊PID2ibibPWMSUbUbidT+VecibetaibetaicthetaW-dviref1iqicUcUcirefStep模糊PID12R_ParkR_ClarkThetaPWMGain1逆变器模块步进电机本体模块Scope1WTh