电子节气门控制系统过冲抑制器的模糊策略

电子节气门控制系统过冲抑制器的模糊策略

图1 电子节气门结构

电子节气门是一种电动机械装置，由3个动态部件组成：电机、齿轮箱和复位弹簧。电子节气门结构如图1所示。

电子节气门控制器是一种非线性装置，该装置的影响因素（如齿间隙、齿轮摩擦、节气门摩擦和弹簧刚度）会影响车辆控制的响应性能。影响电子节气门控制的主要因素是复位弹簧负荷。电子节气门在工作过程中可能会产生过冲/下冲现象。将抗饱和算法与控制器相结合以控制系统的过冲/下冲，其中，使用的控制器是离散的模糊PI控制器和离散的PID控制器。电子节气门系统能够在所有输入情况（单极加速度、正弦加速度和多步加速度）下电动控制节气门阀以消除节气门的过冲/下冲行为。在试验中，使用常规的PID控制器和模糊PI控制器，并将它们安装在微控制芯片上进行试验。试验结果表明，利用过冲抑制器能够跟踪单斜坡和正弦加速输入对节气门进行有效的操作，极大地消除了节气门的过冲/下冲问题。过冲抑制器能同时用于多个控制器。由于在计算过程中使用微小的编码存储器和数据存储器，以及采用了简单的数学运算，因此过冲抑制器的小型化能应用于受空间布置限制的嵌入式系统中。使用以下标准评估控制器性能：平方误差积分（ISE）、绝对误差积分（IAE）、最大过冲（OVM）和最大设定时间（STM）。结果表明，模糊PI控制器的输出值比PID控制器的输出值小94%；在最大过冲和最大设定时间标准中，两种控制器在单斜坡加速度和正弦加速度输入下的结果都为0。因此，模糊PI控制器比PID更有效。

AnurakJansrietal.7th InternationalConferenceon InformationCommunication TechnologyforEmbedded Systems 2016.

编译：朱会