【正文】 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(jǐn)向李老師以誠摯的謝意和崇高的敬意?；跁r間，材料，成本，復(fù)雜度的考慮，論文中只設(shè)計了簡單情況，更多電子設(shè)備的控制與故障狀態(tài)有待研究。系統(tǒng)的控制算法采用了分段PID控制，PID控制算法簡單，運算量少，具有將強(qiáng)的魯棒性。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(jī)械工業(yè)出版社，2007[23] [M].機(jī)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?，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。采用增量式算法，電控單元輸出的控制增量對應(yīng)的是電磁執(zhí)行器位移（即齒條位移）的增量。這種算法的缺點是：由于全量輸出，所以每次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e(k)進(jìn)行累加，不僅占用較多的存儲單元，而且計算機(jī)運算工作量大，不便于編寫程序，而且，因為計算機(jī)輸出的u(k)對應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實際位置，如計算機(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)汽車實際運行過程中不是不允許的，并且可能造成重大事故。隨著計算機(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，由軟件實現(xiàn)，控制參數(shù)易于調(diào)整，而且可以進(jìn)一步與計算機(jī)的邏輯判斷功能結(jié)合起來，使PID控制更加靈活多樣[15] Koivo H N，Tanttu J of PID controllers:survey of SISO and MIMO techniques[A].Aingapore，1991。圖 43 CAN總線流程圖 PID控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中許多被控對象受負(fù)荷變化或干擾因素的影響，其對象特性參數(shù)或結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變。所有節(jié)點都會接收到總線上傳送的報文，并在正確接收后發(fā)出應(yīng)答確認(rèn)。 圖 41 柴油機(jī)位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)的流程框圖如圖42所示。電路圖如圖314所示。其總體框圖如圖313所示?，F(xiàn)在應(yīng)用到鐵路、交通、國防、工程、工業(yè)機(jī)械、紡織、農(nóng)用機(jī)械、數(shù)控、醫(yī)療器械、機(jī)器人、樓宇自控、安防等方面。用手觸摸穩(wěn)定后的齒條，可以感到輕微震顫，起到了克服靜摩擦的作用。我們通過多次采集分析，達(dá)到對控制精度的要求。由式310，311可得 傳感器激勵電路設(shè)計激勵信號采用方波，有555定時芯片實現(xiàn)，所設(shè)計的傳感器激勵電路圖39所示。先對高電平處進(jìn)行分析，即可看作是階躍電壓U，由于是方波，所以。檢測電路的設(shè)計思想是為了檢測噴油泵內(nèi)齒條位置變化，傳感器采用了非接觸形式的測量，利用電感的變化來測量齒條位移的改變，為了提高檢測的靈敏度，減小一次儀表的輸出噪聲。其中傳感器鐵心為原線圈，短路環(huán)為副線圈。圖 36 振蕩電路 位置式傳感器的工作特點噴油泵電控的整個閉環(huán)系統(tǒng)控制由位移傳感器來監(jiān)視，并反饋到電子控制單元進(jìn)行實時調(diào)控位移傳感器的測量精度，反應(yīng)速度，輸出噪聲，工作穩(wěn)定性等指標(biāo)直接決定了整個系統(tǒng)的控制精度及控制的品質(zhì)因數(shù)，所以要慎重應(yīng)用。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。高級的精度更高。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式實現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位功能。ATMEL公司的8位單片機(jī)是國際主流機(jī)型之一，具有功能齊全、可靠性高、品種多、性能價格比高的特點，在家電、儀器儀表及職能控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。從提高執(zhí)行器動態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動電路功率控制器件的工作模式、熱負(fù)載功耗、電路成本、工作可靠性等多方面考慮，實際工作中采用的線圈電流激勵方式為PWM形式，工作時通過改變驅(qū)動電流的脈寬周期、占空比即可達(dá)到控制噴油泵齒條位移的目的。位于柱塞之上的壓油腔經(jīng)柱塞上的垂直槽與吸油腔相通，于是供油終點以及所供的油量隨著油泵柱塞的移動而產(chǎn)生變化。圖 31 柴油機(jī)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(jī)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。有關(guān)專家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。所以探頭與被測金屬表面距離的變化可通過探頭線圈阻抗的變化來測量。電渦流傳感器是以高頻電渦流效應(yīng)為原理的非接觸式位移傳感器。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)。它的輸出信號是一個真正的絕對位置輸出，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，因此不必像其它液位傳感器一樣需要定期重標(biāo)和維護(hù)。電感式位移傳感器具有無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下，位移傳感器主要應(yīng)用在自動化裝備生產(chǎn)線對模擬量的智能控制。 噴油泵電控的整個閉環(huán)系統(tǒng)控制由位移傳感器來監(jiān)視，并反饋到電子控制單元進(jìn)行實時調(diào)控位移傳感器的測量精度反應(yīng)速度，輸出噪聲，工作穩(wěn)定性等指標(biāo)直接決定了整個系統(tǒng)的控制精度及控制品質(zhì)，所以要慎重應(yīng)用。4． I/O線。（3） RST/VPN：復(fù)位/備用電源。XTALXTAL2晶體震蕩電路反相輸入端和輸出端；3． 控制線。（1） VCC芯片電源，接+5V。目前，美國通用汽車公司，Caterpillar公司等在其電控柴油機(jī)中都已采用該種單片機(jī)，取得明顯的效果。單片機(jī)作為柴油機(jī)電子控制單元的核心，它具有體積小、集成度高、可靠性好、功耗低和實時處理能力強(qiáng)的特點，適用于獨立控制場合。（），響應(yīng)時間小于40ms。對已知的定常性受控對象，只要確定好響應(yīng)的參數(shù)，便可以很好地發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，使控制對象輸出在期望值上。柴油發(fā)動機(jī)執(zhí)行器作為控制機(jī)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。柴油機(jī)的燃油噴射具有高壓、高頻、脈動等特點，其噴射壓力為汽油噴射的幾百倍，上千倍，要求有很好的可靠性和耐久性，而且柴油噴射對噴射正時的精度要求很高，相對于上死點的角度為止要求很準(zhǔn)確沒這就導(dǎo)致了柴油噴射的執(zhí)行器復(fù)雜得多。目前相關(guān)企業(yè)正在致力于做一些共軌電控及其標(biāo)定系統(tǒng)研制開發(fā)、零部件的優(yōu)化調(diào)整、燃油特性分析和燃油系統(tǒng)的模擬計算等方面工作。國內(nèi)這方面研究的重點大學(xué)如吉林工業(yè)大學(xué)等以及長春和無錫的等70個研究所分別在循環(huán)供（噴）油量和供（噴）正時的“位置控制”、“時間控制”和“共軌式系統(tǒng)＂等各個方面進(jìn)行了開發(fā)和試驗研究工作，并取得了顯著成果。我國的柴油機(jī)電控技術(shù)起步較晚，自20世紀(jì)80年代中期以后，許多科研單位和院校進(jìn)行了該項技術(shù)的研究，并有了一定成果。b．可獨立地柔性控制噴油正時，配合高的噴射壓力（120MPa~200MPa），可同時控制NOx和微粒（PM）在較小的數(shù)值內(nèi)，以滿足排放要求。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。為了解決柴油機(jī)這個燃油壓力變化缺陷，現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱為“共軌”的技術(shù)。在汽車柴油機(jī)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。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制?，F(xiàn)代先進(jìn)的汽車柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平，而且相比汽油機(jī)更環(huán)保，目前國外輕型汽車用柴油機(jī)日益普遍，奔馳、寶馬、大眾、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌汽車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。據(jù)有些文章介紹在美國輕型車輛和轎車領(lǐng)域。另外，如美國Caterpillar公司、日本Nippon公司、德國Denso公司都進(jìn)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。柴油機(jī)的發(fā)展已有一百多年的歷史，其技術(shù)發(fā)展可以分為三個階段：第一階段，20世紀(jì)20年代中期以德國BOSCH公司為代表的機(jī)械式噴油系統(tǒng)代替了蓄壓式供油系統(tǒng)，這樣柴油機(jī)在車輛上應(yīng)用就產(chǎn)生了；第二階段，50年代初廢棄渦輪增壓技術(shù)，奠定了它在該行業(yè)中的動力裝置的基礎(chǔ)；第三階段，80年代至今，現(xiàn)代微機(jī)作為電控單元的電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，就有了現(xiàn)代先進(jìn)汽車柴油機(jī)電控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，使柴油機(jī)在動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放及噪聲指標(biāo)等具有了強(qiáng)有力的競爭能力，柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展因而進(jìn)入了一個新的歷史階段。噴嘴系統(tǒng)，日本小松公司的KOMPlCS液壓式共軌系統(tǒng)，意大利Fiat集團(tuán)UNIJET噴油系統(tǒng)，德國BOSCH公司CR共軌式電控噴油系統(tǒng)，英國Lucas公司的LDCR電控高壓共軌噴油系統(tǒng)。典型的時間控制式電控噴油系統(tǒng)有：德國BOSCH公司的PDE27/PDE28系統(tǒng)，英國Lucas公司的EUI系統(tǒng)和美國底特律阿列森公司的DDEC系統(tǒng)等。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。位置式電控系統(tǒng)無須對柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動，生產(chǎn)繼承性好，便于對現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行技術(shù)改造，在分配泵和直列泵上都可以實現(xiàn)。目前已有多種形式的電控柴油噴射系統(tǒng)裝車使用，較成熟的電控燃油噴射產(chǎn)品在國外車用柴油機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。 柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)國外對柴油機(jī)電控噴油系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)70年代。因此說，未來汽車的發(fā)展呈柴油機(jī)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。這主要是因為，世界性能源危機(jī)及汽車污染的日益嚴(yán)重，人們對發(fā)動機(jī)的節(jié)能和排放提出了更高的要求。采用以CAN總線為基礎(chǔ)平臺的分配泵電控系統(tǒng)，實現(xiàn)下位機(jī)與PC機(jī)之間的通訊，完成對柴油機(jī)電控系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測。本文在給出了油量執(zhí)行結(jié)構(gòu)及其位置傳感器、供油定時控制機(jī)構(gòu)及其提前角檢測的設(shè)計方案，并對其控制策略進(jìn)行了研究。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。長春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要柴油機(jī)的高效、節(jié)能使得汽