汽油機怠速復合模糊-PID控制策略研究.pdf

1、汽油機怠速工況是發(fā)動機的一個重要工況之一，隨著汽車保有量的增加，車輛在交通密集的城市道路中行駛時，相當多的燃油消耗在怠速階段。據(jù)統(tǒng)計，汽車發(fā)動機約有30％的燃油消耗在怠速工況中，有1/3的排放量來自怠速工況。怠速轉(zhuǎn)速越高，燃油消耗量越大，且在低轉(zhuǎn)速時CO和HC等污染排放物明顯增多，為了滿足日益嚴峻的能源衰竭和環(huán)境污染，保持發(fā)動機在怠速工況下穩(wěn)定運行顯得尤為重要。 汽車空調(diào)壓縮機、動力轉(zhuǎn)向器、自動變速器等裝置的加載是突變的，這些擾

2、動因素打破了發(fā)動機原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)，導致了較大的轉(zhuǎn)速波動，甚至引起熄火現(xiàn)象；發(fā)動機運行狀況具有非線性特性，傳感器信號測量的干擾和噪聲，這些因素都使得對發(fā)動機的控制增加了不穩(wěn)定性。由于常規(guī)的控制方法是基于控制對象精確的數(shù)學模型，無法實現(xiàn)對非線性發(fā)動機怠速工況的控制。模糊控制理論不基于控制對象的精確模型，具有很強的抗干擾能力和魯棒性，但動作欠細膩、穩(wěn)態(tài)精度低。因此本文將結(jié)合傳統(tǒng)PID控制和模糊控制理論應(yīng)用到發(fā)動機的怠速工況控制中。

3、 全文共分六章： 第一章闡述了汽油機怠速工況控制的研究意義及國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀，提出了本文研究怠速工況的復合模糊-PID控制方法。 第二章對怠速執(zhí)行機構(gòu)直動式電子節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)和電器特性進行了分析，建立了電子節(jié)氣門數(shù)學模型，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了直動式電子節(jié)氣門仿真模型，并對其進行了仿真實驗。 第三章主要是以四缸發(fā)動機為研究對象，在Matlab/Simulink中建立了汽油機平均值模型。并對平

4、均值仿真模型與實驗所得的發(fā)動機數(shù)據(jù)進行了對比，得出仿真模型的誤差僅為2～3％，適用于仿真研究。 第四章基于模糊控制理論知識，本文結(jié)合經(jīng)典PID控制理論與模糊控制理論，設(shè)計了復合模糊-PID控制系統(tǒng)，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了復合模糊-PID控制模型，對其進行抗干擾能力的仿真實驗。 第五章對怠速控制策略進行了總體設(shè)計，并對怠速復合模糊-PID控制算法與傳統(tǒng)PID控制和自適應(yīng)模糊控制算法進行了對比仿真實驗