【導(dǎo)讀】柴油機(jī)的高效、節(jié)能使得汽車的柴油機(jī)化日趨明顯。電控燃油噴射系統(tǒng)也成。為目前柴油機(jī)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。采用電控技術(shù)后，將有效改善柴油機(jī)的。動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，降低柴油機(jī)的有害排放。柴油機(jī)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。隨著國家對(duì)環(huán)境治理力度的加強(qiáng)，動(dòng)力和運(yùn)輸?shù)目煽啃?。這樣，就對(duì)噴油系統(tǒng)有較高的要求，改變了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的。的噪音，提高了車輛的經(jīng)濟(jì)型和舒適性。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制研究是柴油機(jī)電控技術(shù)研究的關(guān)鍵。本文在給出了油量執(zhí)行。制策略進(jìn)行了研究。電控單元硬件、軟件設(shè)計(jì)是電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。本文詳細(xì)地討論了電控單。出了相應(yīng)的抗干擾措施。此外，為了完善柴油機(jī)電控系統(tǒng)開發(fā)，提出了柴油機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)。油機(jī)電控系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。的抗干擾能力加強(qiáng)了，使用PID控制算法控制系統(tǒng)穩(wěn)定，魯棒性強(qiáng)。

　　

【正文】 要對(duì)多有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新編程以便它們能識(shí)別這一新的節(jié)點(diǎn)。一旦新節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中，它就會(huì)開始接受信息，判別識(shí)別標(biāo)識(shí)，然后確定是否做處理或直接丟棄。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 43 CAN總線流程圖 PID 控制系統(tǒng) 在工業(yè)生產(chǎn)過程中許多被控對(duì)象受負(fù)荷 變化或干擾因素的影響，其對(duì)象特性參數(shù)或結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變。在自動(dòng)控制理論的發(fā)展過程中，比例 — 積分 — 微分（ PID）控制是歷史最悠久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。控制具有原理比較簡單明確、便于實(shí)施、適應(yīng)性和魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，是目前商品化程度最高的控制方式。 模擬 PID控制線路簡單，不占用軟件資源，但是其可靠性受電路可靠性制約，而且缺乏足夠的靈活性。隨著計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)，控制參數(shù)易于調(diào)整，而且可以進(jìn)一步與計(jì)算機(jī)的邏輯判斷功能結(jié)合起來， 使 PID 控制更加靈活多樣 [15]。 PID 控制框圖設(shè)計(jì) 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 調(diào)節(jié)器框圖 如圖 44 所示。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 44 PID調(diào)節(jié)器框圖 齒條位移閉環(huán)增量式 PID控制 柴油機(jī)噴油泵的電磁執(zhí)行器在實(shí)際的工作中具有非線性和時(shí)變性，重復(fù)性差，數(shù)學(xué)模型不確定，所以在控制過程中進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，鑒于 PID 控制算法簡單，運(yùn)算量少，具有較強(qiáng)的魯棒性以及較高的控制精度，特別是穩(wěn)態(tài)精度高等特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用數(shù)字增量式 PID 控制，在柴油機(jī)噴油泵齒條位置計(jì)算控制系統(tǒng)中，使用的是增量式數(shù)字 PID 控制器 [16]。 離散的位置式 PID表達(dá)式為 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?10 ????? ?? kekeTTjeTTkeKku Dkjip （ 41） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?101 ????? ?? kekeKjeKkeKku Dkjp （ 42） 式中 k采樣序號(hào)， k=0， 1， 2， 3?? ； ____)(ku 第 k次采樣時(shí)刻的輸出值； ____)(ke 第 k次采樣時(shí)刻輸入的偏差值； ____)1( ?ke 第 k1次采樣時(shí)刻輸入的偏差值； ____T 采樣周期； ____1T 積分時(shí)間常數(shù)； ____DT 微分時(shí)間常數(shù)； ____iK 積分常數(shù)； ____DK 微分常數(shù)。 這種算法的缺點(diǎn)是：由于全量輸出，所以每次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì) e(k)進(jìn)行累加，不僅占用較多的存儲(chǔ)單元，而且計(jì)算機(jī)運(yùn)算工作量大，不便于編寫程序，而且，因?yàn)橛?jì)算機(jī)輸出的 u(k)對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，如計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障， u(k)的大幅度變化，回引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化，這種情況在柴油 機(jī)汽 車實(shí)際運(yùn)行過程中不是不允許的，并且可能造成重大事故。因而， 本論文 采用了增量式 PID 控制算法，算式如下 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?2111 10 ???????? ??? kekeKjeKkKku Dkjip (43) 式中 ? ? ? ? ? ?1???? kukuku (44) 用式 42 減式 43，可得增量式 PID 控制算法 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?1 2121 ???????? ?????????? kekeKkeKkeK kekekeKkeKkekeKkuDipDip (45) 式中 ? ? ? ? ? ?1???? kekeke 將上式進(jìn)一步改寫為 ? ? ? ? ? ? ? ?21 210 ?????? kqkeqkeqku (46) 式中 ?????? ??? TTTTKq Dip10 ?????? ?? TTKq Dp 211 TTKq Dp?2 (47) 它們都是與采樣周期、比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)有關(guān)的系數(shù)。由于 ECU 單元用恒定采樣周期（ T=10ms），一旦確定了 pK 、 iK 、 DK 。只要使用前后三次采集量值的偏差，即可得出控制增量。 采用增量式算法，電控單元輸出的控制增量 )(ku? 對(duì)應(yīng)的是電磁執(zhí)行器位移（ 即齒條位移）的增量。對(duì)應(yīng)齒條實(shí)際位移的控制量，控制增量 )()(0 jukukj ??? ?的積累需要采用一定的方法來解決。 ，所以誤動(dòng)作時(shí)影響小，必要時(shí)可用邏輯判斷的方法去掉。 ，由于輸出通道和執(zhí)行器裝置具有信號(hào)的鎖存作用，故仍能保持原值。 ?？刂圃隽?)(ku? 的確定僅與最近 k 采樣值有關(guān)，所以較容易通過加權(quán)處理而獲得比較好的控制效果 [17]。 PID 流程圖 PID 流程圖如圖 45 所示。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 45 PID 流程圖 PID 控制參數(shù)整定 PID 控制器主要參數(shù)是 pK 、 iK 、 DK 和采樣周期 T。現(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(gè)系統(tǒng)具有滿意的動(dòng)態(tài)特性，并滿足穩(wěn)態(tài)誤差長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 要求。由于電磁執(zhí)行器推動(dòng)噴油泵齒條運(yùn)動(dòng)在各個(gè)階段差異較大，非線性嚴(yán)重，采用一組參數(shù)控制整個(gè)齒條位移過程，控制效果不能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，本系統(tǒng)采用分段 PID 控制，把齒條有效位移 平均分成 12 段，即 1mm一段，在每段采用不 同的 PID 控制參數(shù)。 各段參數(shù)采用試湊法調(diào)整，應(yīng)用公式 （ 6） 進(jìn)行增量式控制，所以在試驗(yàn)中針對(duì) 0q 、 1q 、 2q 進(jìn)行多次試湊發(fā)調(diào)整，初步確立了 PID 分段查詢表，本系統(tǒng)采樣周期為 10ms，當(dāng)測(cè)得 0q 、 1q 、 2q 后，可可根據(jù)公式 （ 7） 計(jì)算出 pK 、 iK 、 DK參數(shù)值。列出了分段 PID 參數(shù)的各段修正值 [18]。 表 46 PID 參數(shù)查詢表 參數(shù) 分段 0q 1q 2q 0～ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 4 4～ 5 5～ 6 6～ 7 7～ 8 8～ 9 9～ 10 10～ 11 11～ 12 常規(guī) PID 調(diào)節(jié)器是一種應(yīng)用十分廣泛而且成熟的工程控制方法。對(duì)已知的定常性受控對(duì)象，只要確定好相應(yīng)的參 數(shù)，便可以很好的發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，使控制對(duì)象輸出在期望值上。 總 結(jié) 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 本系統(tǒng)采用我們比較熟悉的 89C51 單片機(jī)作為控制的核心，采用電感傳感器作為反饋信號(hào)和信號(hào)的采集，使用光耦驅(qū)動(dòng)電路使輸入端與輸出端相互隔離，使電路的抗干擾能力加強(qiáng)了，工作穩(wěn)定，使用壽命長，傳輸效果好。 系統(tǒng)的控制算法采用了分段 PID 控制， PID 控制算法簡單，運(yùn)算量少，具有將強(qiáng)的魯棒性。 采用位移傳感器信號(hào)激勵(lì)電路和 AD 轉(zhuǎn)換電路，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴油控制系統(tǒng)反饋的位移信號(hào)準(zhǔn)確度高，為整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)控制提供了有效的偏移量，通過 仿真 實(shí)驗(yàn) 證明 該電路工作穩(wěn)定、可靠。 常規(guī) PID 調(diào)節(jié)器是一種應(yīng)用十分廣泛而且成熟的工程控制方法。對(duì)已知的定常性受控對(duì)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(duì)象輸出在期望值上。 基于時(shí)間，材料，成本，復(fù)雜度的考慮，論文中只設(shè)計(jì)了簡單情況，更多電子設(shè)備的控制與故障狀態(tài)有待研究。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果不能完全保證可靠性。 致 謝 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 本論文是在我的導(dǎo)師李老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)了我 。李老師不僅在學(xué)習(xí)上給我們以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向李老師以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是有你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)又一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，我深愛的電氣學(xué)院有多少可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意?。?！ 最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的各位老師和同學(xué)表示衷心的感謝！??！ 2020 年 6 月 3 日 參 考 文 獻(xiàn) 長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 [1] 杜建華，蔣公見，蔣海牙等 .國外柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景 [J],自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用， 2020,29(8):1620 [2] 廖鐵勇，華紅文，陳秋成等 .柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的應(yīng)用研究 [J].廣州航海高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)， 2020,18(4)47 [3] 秦朝舉，劉建新，杜慧勇等 BOSCH 公司高壓共軌噴油系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景 [J].拖拉機(jī)農(nóng)用運(yùn)輸車， 2020,33(2):35 [4] 池建軍，侯妮娜 .國內(nèi)柴油機(jī)電 控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 [J].機(jī)械管理開發(fā)，2020 [5] 王平，宋希憲，隆武強(qiáng)等 .組合泵柴油機(jī)噴油系統(tǒng)的性能洋酒 [J].內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)，2020,25(5)451456 [6] 李慧，張德江，林志琦 .BOSCH 傳感器特性研究及信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì) [J]，傳感技術(shù)學(xué)報(bào)， 2020 年第一期 [7] 張毅剛 .《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 [M].高等教育出版社 [8] 李慧，張德江，林志琦 .位移傳感器在電控噴油泵中的研究與應(yīng)用 [J].儀表技術(shù)與傳感器， 2020 年 05 期 [9] 郭修其 .高壓共軌 ECU硬件系統(tǒng)及關(guān)鍵控制策略開發(fā) [D].浙江大學(xué)， 2020 [10] 涂時(shí)亮 .單片微機(jī) MCS51 用戶手冊(cè) [M].上海 :復(fù)旦大學(xué)出版社 ， [11] 吳桂秀 .傳感器應(yīng)用制作入門 [M].浙江 :浙江科學(xué)技術(shù)出版 ， 2020 [12] 胡斌 .圖表說電子元器件 [M].北京電子工業(yè)出版社， 2020 [13] 王福瑞等 .《單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全》 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 [14] Buckley J， Hayashi Y. 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