【正文】
的實際位置,如計算機出現(xiàn)故障,u(k)的大幅度變化,回引起執(zhí)行機構(gòu)位置的大幅度變化,這種情況在柴油機汽車實際運行過程中不是不允許的,并且可能造成重大事故。列出了分段PID參數(shù)的各段修正值[18] 李振,[J].國外電子測量技術(shù),2005[19] [M].北京:電子工業(yè)出版社,2009[20] [M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,[21] 陸明珠,劉軍海,[J].傳感器世界,2012,(08):3637[22] [M].北京:機械工業(yè)出版社,2007[23] [M].機械工業(yè)出版社,2007[24] 王祁,—智能傳感器和多功能傳感器[J].傳感器技術(shù),2010,17(01):5658[25] [M].北京:電子工業(yè)出版社,2006[26] [M].北京:清華大學(xué)出版社,2010[27] [:清華大學(xué)出版社,2007[28] Chen J,Rine D fuzzy logic controller software ponents bining adaptational gorithms[J].Advances in Engineering Software,2012,34:125137[29] [J],2005[30] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007[31] [M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2001[32] 劉慶國,[M],北京:冶金工業(yè)出版社,2008。李老師不僅在學(xué)習(xí)上給我們以精心指導(dǎo),同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,在此謹向李老師以誠摯的謝意和崇高的敬意?,F(xiàn)在系統(tǒng)的主要任務(wù)是選取合適的PID控制器參數(shù)使整個系統(tǒng)具有滿意的動態(tài)特性,并滿足穩(wěn)態(tài)誤差要求。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字PID控制規(guī)把PID控制規(guī)律數(shù)字化,由軟件實現(xiàn),控制參數(shù)易于調(diào)整,而且可以進一步與計算機的邏輯判斷功能結(jié)合起來,使PID控制更加靈活多樣[15] Koivo H N,Tanttu J of PID controllers:survey of SISO and MIMO techniques[A].Aingapore,1991。電路圖如圖314所示。我們通過多次采集分析,達到對控制精度的要求。其中傳感器鐵心為原線圈,短路環(huán)為副線圈。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式實現(xiàn)單片機復(fù)位功能。圖 31 柴油機位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 控制系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)以BOSCH直列式噴油泵6DE2柴油機為對象,噴油泵噴油量的大小通過噴油泵齒條位移運動來實現(xiàn)的。電渦流傳感器是由DJ型前置放大器的電渦流探頭組合構(gòu)成,它使一種趨近式傳感器系統(tǒng)。4. I/O線。目前,美國通用汽車公司,Caterpillar公司等在其電控柴油機中都已采用該種單片機,取得明顯的效果。柴油發(fā)動機執(zhí)行器作為控制機構(gòu),具有一定的時變性和非線性,控制效果將直接影響對齒條位置的控制。我國的柴油機電控技術(shù)起步較晚,自20世紀80年代中期以后,許多科研單位和院校進行了該項技術(shù)的研究,并有了一定成果。在汽車柴油機中,高速運轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒,實驗證明,在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。另外,如美國Caterpillar公司、日本Nippon公司、德國Denso公司都進行了共軌電控燃油噴射系統(tǒng)研究,并相繼投入到生產(chǎn)中。時間控制式電控系統(tǒng)采用數(shù)字量控制,具有一定的噴油率控制能力。因此說,未來汽車的發(fā)展呈柴油機化的趨勢日趨明朗[1] 杜建華,蔣公見,[J],自動化技術(shù)與應(yīng)用,2010,29(8):1620。柴油機的噴油系統(tǒng)主要是由高噴油泵、噴油器和連接噴油泵與噴油器的高壓管組成。本文闡述了采用單片機對柴油機噴油泵(BOSCH噴油泵)進行控制,主要實現(xiàn)對噴油泵內(nèi)齒條位置的準確控制,從而實現(xiàn)對噴油量的準確控制,達到改善噴油系統(tǒng)和環(huán)保的目的。僅1993年統(tǒng)計,德國BOSCH公司的電控分配泵和電控直列泵在市場上已超25萬臺,美國底特律柴油機公司DDEC電控泵噴嘴系統(tǒng)已有10萬多臺投放市場,日本的Zexel公司可變預(yù)行程的TICS直列泵已達2萬多臺,其中絕大部分是電控的。 國內(nèi)外電控燃油系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國汽車保有量的增多,部分城市汽車排放造成的大氣污染越來越嚴重。在電控噴射方面柴油機與汽油機的主要差別是,汽油機的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比,柴油機的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出油量的多少,為柴油機噴油控制式由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置(油門拉桿位置)來決定的。ECU對每個噴油嘴的噴油量、噴油時刻進行精確控制,能使柴油機的燃油經(jīng)濟性和動力性達到最佳的平衡,而傳統(tǒng)的柴油機則是由機械控制,控制精度無法得以保障。柴油機電控技術(shù)與汽油機電控技術(shù)有許多相似之處,整個系統(tǒng)都是由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。(控制器局域網(wǎng))通信(該部分可選做)??刂凭€共有4根:(1) ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖。磁致伸縮線性位移傳感器的工作原理:在工作時,由電子倉內(nèi)的電子電路產(chǎn)生一起起始脈沖,此起始脈沖在波導(dǎo)絲中傳輸時,同時產(chǎn)生了一沿波導(dǎo)絲方向前進的旋轉(zhuǎn)磁場,當這個磁場與磁環(huán)或浮球中的永久磁場相遇時,產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng),使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動,這一扭動被安裝在電子倉內(nèi)的拾能機構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流脈沖,通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差,即可精確測出被測的位移和液位。前置器根據(jù)探頭線圈的阻抗變化輸出一個與距離成正比的直流電壓[8] 李慧,張德江,[J].儀表技術(shù)與傳感器,2005年05期。 系統(tǒng)采用圖33所示的電控系統(tǒng)整體框圖。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。圖 38 傳感器信號檢測電路示意圖首先,可列出電路的微分方程 改寫成: (32) 此方程的特解;對應(yīng)的齊次方程解,故式32中的全解為 (33) 在零初始條件下, 代入式33中得: (34)電感的端電壓為: (35)畫出它們隨時間變化的曲線,整個動態(tài)過程是在電感中產(chǎn)生電流過程。其通信模塊如圖312所示。至于該報文是否要做進一步的處理或被丟棄將完全取決于接收節(jié)點本身,同一個報文可以發(fā)送給特定的站點,只取決于我們怎么設(shè)計我們的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。對應(yīng)齒條實際位移的控制量,控制增量的積累需要采用一定的方法來解決。采用位移傳感器信號激勵電路和AD轉(zhuǎn)換電路,使柴油發(fā)動機電控噴油控制系統(tǒng)反饋的位移信號準確度高,為整個系統(tǒng)的閉環(huán)控制提供了有效的偏移量,通過仿真實驗證明該電路工作穩(wěn)定、可靠。對已知的定常性受控對象,只要確定好相應(yīng)的參數(shù),便可以很好地發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用,使受控對象輸出在期望值上。,由于輸出通道和執(zhí)行器裝置具有信號的鎖存作用,故仍能保持原值。一旦新節(jié)點加入到網(wǎng)絡(luò)中,它就會開始接受信息,判別識別標識,然后確定是否做處理或直接丟棄。AT89C51是CAN總線接口電路的核心,其承擔CAN控制器的初始化、CAN的收發(fā)控制等任務(wù)[14] Buckley J,Hayashi Y. Can fuzzy neural nets approximate continuous fuzzy function[J].Fuzzy sets and systems,1994,6I:43—51。當t=0時,電流為零,電阻電壓也等于零;當時,電流達到穩(wěn)態(tài),此時,電阻電壓趨近于,此時 (36) (37) 如果 ,(,均為時間常數(shù)) 則有 ,分別為A、由公式38,39得 (310) (311)由于可變端的電感值隨短路環(huán)的移動(即齒條位移)變化,所以有38可知,隨齒條位移變化,所以時間值也隨之變化;而固定補償段的電感值在齒條運動過程中始終不變,所以不變,時間也不便曲線B固定不動。AT89C51使用12MHz的晶體振蕩器作為震蕩源,由于單片機內(nèi)部帶有振蕩電路,所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可,電容容量一般在15pF至50pF之間。 圖 32 噴油泵齒條位移示意圖 圖 33 柴油發(fā)動機噴油泵電控單元整體框圖 單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng),對51系統(tǒng)單片機來說,最小系統(tǒng)一般應(yīng)包括單片機、晶振電路、復(fù)位電路、按鍵輸入、顯示輸出等[10] [M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社。全球的傳感器市場在不斷創(chuàng)新的變化中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。具有精度高、重復(fù)性穩(wěn)定可靠、非接觸式測量、壽命長、安裝方便、環(huán)境適應(yīng)性強等特點。(2) PSEN:外ROM讀選通信號。采用電子控制式當前柴油機技術(shù)發(fā)展的重要方向。柴油機電控技術(shù)有兩個明顯的特點:一是柴油噴射電控執(zhí)行器復(fù)雜,二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。高壓共軌系統(tǒng)可實現(xiàn)在傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)中無法實現(xiàn)的功能,其優(yōu)點有:a.共軌系統(tǒng)中的噴有壓力柔性可調(diào),對不同工況可確定所需的最佳噴射壓力,從而優(yōu)化柴油機綜合性能。電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU(電子控制單元)和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。因此排放達標、性能優(yōu)異、安全可靠已經(jīng)成為柴油機現(xiàn)階段發(fā)展的主要目標,中國已經(jīng)同世界聯(lián)系越發(fā)緊密,汽車屬于國家的支柱產(chǎn)業(yè),大力提高汽車生產(chǎn)水平,對提高國際市場的競爭力,促進國家經(jīng)濟發(fā)展都具有現(xiàn)實的意義。第一代位置控制式電控噴油系統(tǒng)在不改變改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,用電控調(diào)速器來代替原有的機械式調(diào)速器,對齒條或滑套位置予以控制,從而對油量進行調(diào)節(jié),并通過電控液壓提前器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械或液壓式提前器來實現(xiàn)噴油正時的控制,提高控制精度和響應(yīng)速度,是電控柴油機開發(fā)的早期產(chǎn)品。關(guān)鍵詞:柴油機;單片機;噴油泵;控制系統(tǒng)System of diesel engine fuel injection controlAbstractDiesel engines have been widely applied in the world because of their efficiency, economy and reliability.Electronically controlled fuel injection is one of important research directions in the diesel engine field.Introduction of electronic control techniques into diesel engine can not only improve the drivability and economy consi