[發明專利]基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法、系統及車輛

在審

• 申請號: 201911368234.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111058952A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 孫波;劉一鳴;陳晶;張承慧
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/14;F02D11/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

構建電子節氣門系統數學模型，得到電子節氣門系統的狀態空間表達式；

構建第一誤差變量和第二誤差變量，采用自適應算法設計電子節氣門系統的自適應控制器，得到自適應控制器的最佳控制電壓的控制律；

構建跟蹤誤差系統，對第一誤差變量和第二誤差變量進行處理后得到電子節氣門跟蹤誤差系統狀態空間表達式，得到自適應控制器的第一控制參數和第二控制參數與系統跟蹤誤差的關系；

獲取電子節氣門的預設開度和實時開度，以系統的跟蹤誤差和跟蹤誤差的導數作為模糊控制器的輸入量，采用模糊控制算法選取合適的第一控制參數和第二控制參數；

自適應控制器根據模糊控制器輸出的第一控制參數和第二控制參數，計算電子節氣門的最佳控制電壓，進而輸出電子節氣門理想的輸出角度。

2.如權利要求1所述的基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，所述電子節氣門系統數學模型，具體為：

y＝x₁

其中，J＝n²J_m+J_g和B＝n²B_m+B_t分別是等效總慣量和阻尼常數，θ是節氣門閥片的旋轉角，k_sp是復位彈簧的彈性系數，n為減速齒輪的理想傳動比，R_a是驅動電機的內阻，u是驅動電機的輸入電壓，J_m是驅動電機的轉動慣量，J_g是節氣門擋板轉軸的轉動慣量，B_m是驅動電機的阻尼系數，B_t是節氣門的阻尼系數，k_b是驅動電機的反電動勢常數，k_t是驅動電機的扭矩常數，θ₀是門體閥片的初始開度，F_s是庫侖摩擦系數，k_pre是復位彈簧的預緊力系數。

3.如權利要求2所述的基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，所述第一誤差變量，具體為：

ε₁＝x₁-y_r

其中，y_r是待跟蹤的節氣門開度。

4.如權利要求2所述的基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，所述第二誤差變量，具體為：

其中，k₁是正常數。

5.如權利要求2所述的基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，所述自適應控制器的最佳控制電壓的控制律，具體為：

其中，k₁和k₂是正常數。

6.如權利要求1所述的基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，系統跟蹤誤差的衰減速度與第一控制參數的選取有關，當第一控制參數值越大，衰減速度也就越快；系統的跟蹤靜差與第二控制參數的選取有關，當第二控制參數值越大，跟蹤靜差也就越小。

7.如權利要求1所述的基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，其特征在于，采用模糊控制算法選取合適的第一控制參數和第二控制參數，具體為：

定義系統的跟蹤誤差和跟蹤誤差的導數的模糊集合；

采用三角形隸屬度函數法將輸入量和輸出量參數進行模糊化；

制定模糊規則，進行模糊推理；

利用平均加權法進行解模糊處理，輸出自適應控制器的第一控制參數和第二控制參數。