【正文】 rameters of PID controller is easy to set, in the longterm application has accumulated rich experience, is in continuous control system technology is mature, widely used as a controller. PID controller for analog PID controller and digital PID controller, the system uses a single chip control, the system used in the design of digital PID control algorithm. Again on the electronic throttle control system function analysis, the electronic throttle control system hardware circuit prises a control chip module, input module, output module and a munication module in detail, and the design of the magoresistive sensor based on the angular displacement measuring system. Finally on the subject content summary. Key Words: electronic throttle control。采用 EFI 后，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣可不必預(yù)熱，可吸入密度較大冷空氣，同時(shí)進(jìn)氣歧管阻力減小，所以充氣系數(shù)升高。當(dāng)節(jié)氣門開啟到垂直位置時(shí)，通道面積到最大。電傳線驅(qū) ( DrivebyWire)理念己得到廣泛的重視、研發(fā)與應(yīng)用。根據(jù)變結(jié)構(gòu)理論及滑?？刂评碚?，設(shè)計(jì)了變結(jié)構(gòu)滑?？刂破?。 節(jié)氣門進(jìn)行逆針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)角θ大于平衡位置所在轉(zhuǎn)角 90 度時(shí)，節(jié)氣門軸受到彈簧 K 的作用， K使節(jié)氣門回復(fù)向平衡位置，而在轉(zhuǎn)角回復(fù)到θ =θ o 時(shí)節(jié)氣門軸上一活塊被平衡位置擋塊擋住，此時(shí)節(jié)氣門軸受到的扭矩為 K = K1θ o。 電機(jī)電路方程 圖 210 直流電機(jī)示意圖 節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁直流電機(jī)，其等效電路見圖 210，據(jù)基爾霍夫定律，建立方程 : 0????? ?’wKdtdiLiRiR tra 公式 (212) 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 9 其中wKwKKw ’’ ?? g2g1 模型建立 分析研究可知：節(jié)氣門軸上的總慣量為 J，總阻尼為 B，則 : ? ?? ?tpsgggm JJKKJKJJ sec221in t1 ???? 公式 (213) ? ? psgggm BKKBKBB 221in t21 ??? 公式 (214) 其中有 : ImsgtsgNNKNNKint1secint1?? 據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，在節(jié)氣門軸上建立方程為 : ? ? ? ?00 si n???? ?????? KKiKwJ st ?? ????? PKwK fd ???? sin 公式 (215) 因此系統(tǒng)總的數(shù)學(xué)模型為 ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?39。為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，因此又稱為位置式 PID 控制算法。 數(shù)字 PID 控制器設(shè)計(jì) 為便于計(jì)算機(jī)控制的實(shí)現(xiàn)，將模擬 PID 算式離散化。然后反復(fù)調(diào)整 Ti 和助，逐步減小 Ti。我們可以 根據(jù)已經(jīng)得到的參數(shù)，在節(jié)氣門運(yùn)動(dòng)的線性區(qū)域，進(jìn)行相同速度的恒速逆時(shí)針和正時(shí)針運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，根據(jù)庫侖摩擦力大小只與速度方向有關(guān)的特性，可以計(jì)算出庫侖摩擦系數(shù) Kd。節(jié)氣門開度越大，壓差越大，則產(chǎn)生的阻力矩也越大，可表示為 : ????PTp ?? 公式 (211) 其中，△ P 為節(jié)氣門內(nèi)外壓力差。 圖 25 踏板機(jī)構(gòu) 圖 26 節(jié)氣門位置傳感器示意圖 以節(jié)氣門位置傳感器為例，進(jìn)行傳感器模型設(shè)計(jì)。對進(jìn)氣量的精確控制即空燃比控制也決定了燃燒的好壞，即決定燃油經(jīng)濟(jì)性與排放性，因而節(jié)氣門的控制策略最為關(guān)鍵。 (3)具有更高的可靠性。 電子節(jié)氣門 節(jié)氣門特性 早期節(jié)氣門為了調(diào)節(jié)汽油機(jī)的充氣量，在化油器腔體上設(shè)置節(jié)流裝置，由杠桿、鋼絲拉線與油門踏板相連。汽車電子控制技術(shù)開始于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制 。 再次在機(jī)電控制系統(tǒng)中，最通用的控制器是 PID 控制器，在長期應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，是連續(xù)控制系統(tǒng)中技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛的一種控制器?？刂浦破饕阅ν辛_拉的單片機(jī)MC68HC912DG 128A為核心，用 MC33186 作 H橋驅(qū)動(dòng)芯片。 Delphi開發(fā)出第二代 ETC控制系統(tǒng)，主要用十大排量汽車上。 七、參考資料： [1] Mike Dale , 韓建保 , 楊訓(xùn)敏 . 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其優(yōu)勢 [J]. 汽車維修與保養(yǎng) , 2020,(04) [2] 杜開明 , 秦大同 , 劉振軍 , 姜鳳翔 , 丁銳 . 電子節(jié)氣門仿真控 制 [J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ), 2020,(04) [3] 陳華 , 王耀南 , 孫煒 , 楊輝前 . 基于模糊高斯基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電子節(jié)氣門控制 [J]. 計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化 , 2020,(02) [4] 王仁義 . 奔馳 S500 冷車自動(dòng)加速 [J]. 汽車維修技師 , 2020,(04) [5] 張漢斌 , 張榮兵 . 奔馳 S600 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)故障排除 [J]. 汽車與配件 , 1999,(45) [6] 陳華 , 王耀南 , 夏陽 , 楊輝前 . 基于自整定模糊 PID 的電子節(jié)氣門控制 [J]. 儀器儀表用戶 , 2020,(01) [7] 李雪飛 , 凌永成 . 基于 80C196KB單片機(jī)汽車智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 微計(jì)算機(jī)應(yīng)用 , 2020,(01) [8] 陶國良 , 郭連 . 電子節(jié)氣門技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 [J]. 車用發(fā)動(dòng)機(jī) , 2020,(04) [9] 陶國良 , 郭連 , 劉昊 , 萬里軍 . 電子節(jié)氣門變結(jié)構(gòu)滑模控制及仿真與試驗(yàn) [J]. 內(nèi)燃機(jī)工程 , 2020,(03) [10] 尹葉丹 , 程昌銀 , 全書海 . 基于 DSP 的電子節(jié)氣門控制器的研制 [J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào) (信息與管理工程版 ), 2020,(05) 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 審查結(jié) 果： 同 意□ 不 同 意□ 教研室主任簽名： 年 月 日 文獻(xiàn)綜述 系 別： 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號： 2020 年 2 月 10 日 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 前言 節(jié)氣門是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的重要控制部件。雖然國內(nèi)某些轎車，如 POLO，也配備了電子節(jié)氣門系統(tǒng)，但目前對 ETC 還沒有系統(tǒng)深入的研究，也沒有成熟的產(chǎn)品。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排： 序號 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容 時(shí)間安排 備注 1 資料的查閱、收集、整理，并撰寫文 獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告、外文資料翻譯 12 月 5 日 — 1 月 20 日 確定基本設(shè)計(jì)方案 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 1 月 21 日 — 2 月 10 日 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及整體調(diào)試 2 月 11 日 — 3 月 15 日 4 撰寫設(shè)計(jì)說明書，整理相關(guān)表格資料 3 月 16 日 — 4 月 20 日 5 準(zhǔn)備答辯 課題信息： 課題性質(zhì)： 設(shè)計(jì) □ 論文 ■ 課題來源： 教學(xué) □ 科研 ■ 生產(chǎn) □ 其它 □ 發(fā)出任務(wù)書日期： 指導(dǎo)教師簽名： 2020年 12月 6 日 教研室意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 開題報(bào)告 系 別： 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號： 2020 年 12 月 6 日 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院畢業(yè)論文開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 職稱 單 位 課題性質(zhì) 設(shè)計(jì)□ 論文√ 課題來源 科研□ 教學(xué)□ 生產(chǎn)□ 其它√ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)研究 一、課題研究的目的和意義： 研究目的：了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門在非線性控制下，調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度來適應(yīng)加速踏板移動(dòng)量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等行駛條件，從而在不同行駛條件下實(shí)現(xiàn)不同節(jié)氣門開度的優(yōu)化控制，獲得滿意的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。駕駛模式選擇 (正常模式，動(dòng)力模式，雪地模式 )。 六、預(yù) 期結(jié)果： 通過對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門的研究與應(yīng)用的討論，在全面掌握電子節(jié)氣門的基本原理、性能特點(diǎn)的同時(shí)，深入研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣在環(huán)保與節(jié)能方面的實(shí)際應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)到直流電機(jī) 。國內(nèi)的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后十國外，只有關(guān)十電子節(jié)氣門結(jié)構(gòu)探討、實(shí)現(xiàn)功能等綜述性報(bào)道。 全文共分五部分 : 首先要回顧了汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展歷程，然后從發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)中引出了電子節(jié)氣門的由來、發(fā)展及目前的產(chǎn)品，最后敘及了本課題的提出及主要內(nèi)容。將電子控制和傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，使得各方面問題均能得到很好解決。 EFI系統(tǒng)分別控制汽油量與空氣量，精度很高，能保持所需最佳空燃比。而 ETCS根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 對應(yīng)于駕駛狀況來計(jì)算出最佳的節(jié)氣門開度，并利用氣門控制電機(jī)來控制節(jié)氣門的開度。節(jié)氣門控制改成電驅(qū)后，當(dāng)腳掌踩下加速踏板時(shí)，其實(shí)是在傳送一個(gè)信號，傳送一個(gè)油門踩踏深淺與快慢的信號，這個(gè)信號會被發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)接收和解讀，然后根據(jù)信號進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，再發(fā)出控制指令要節(jié)氣門快速或緩和開啟它應(yīng)當(dāng)張開的角度。 有資料做了有效流通面積方面研究，涉及抽象復(fù)雜數(shù)學(xué)模型，本文不進(jìn)行深入探討了。 其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為 40005000 轉(zhuǎn) /秒，傳動(dòng)的減速比為 20:1。 Ks, K即彈簧扭矩系統(tǒng)通過節(jié)氣門轉(zhuǎn)角與其產(chǎn)生的扭矩即可確定。將比例系數(shù) Kp由小變大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直至系統(tǒng)性能指標(biāo)滿足要求為止。由系統(tǒng)小開度到大開度階躍響應(yīng)試驗(yàn)可以看出， PID 控制所確定的參數(shù)在節(jié)氣門開度大時(shí)控制效果較好，在節(jié)氣門開度小時(shí)控制效果稍差。 (3)微分調(diào)節(jié) :微分調(diào)節(jié)具有預(yù)見性，能預(yù)見其趨勢，因此能在偏差還沒有形成之前，將其消除。 電源電壓 14v 電源內(nèi)阻 電機(jī)內(nèi)阻 電機(jī)電感 傳感器電壓 5V 傳動(dòng)比 20 對于其他的一些動(dòng)態(tài)參數(shù)，如節(jié)氣門轉(zhuǎn)角，直流電機(jī)電流可以通過傳感器測得，而像粘性 摩擦系數(shù)，中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 10 節(jié)氣門角速度等則可以通過 PID 控制試驗(yàn)，并據(jù)己知的參數(shù)大致計(jì)算出來。 圖 27 節(jié)氣門彈簧扭矩 摩擦力分析 1866 年， Reynolds 在靜摩擦、庫侖摩擦模型的基礎(chǔ)上引入粘滯摩擦的概念，從而形成了廣泛使用的“靜摩擦 +Coulomb 摩擦 +粘滯摩擦”的模型。圖 22給出了第二代 ETCS控制示意 :加速踏板給出一個(gè)基本的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角信號，節(jié)氣門體中反饋回節(jié)氣門位置信號及電機(jī)電流信號，其他傳感器送來各種工況信號，它們輸入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元 (ECU)，經(jīng)過調(diào)整、補(bǔ)償后，輸入節(jié)氣門控制處理器， 圖 22 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng) 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 節(jié)氣門體機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)建模部分主要是針對電子節(jié)氣門體建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 5 圖 23 節(jié)氣門體示意 電子節(jié)氣門體的結(jié)構(gòu)示意如圖 23。沒有機(jī)械磨耗問題。 圖 13 節(jié)氣門流量特性 如果對節(jié)氣門開啟角采用線性控制，當(dāng)節(jié)氣門開啟角度到一定大進(jìn)氣量時(shí)，再增大節(jié)氣門開啟角度，汽油機(jī)發(fā)出功率將不再明顯增大，只有混合氣被加濃時(shí)，汽油機(jī)功率才增大，如此損失了燃油經(jīng)濟(jì)