[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
地址：	250061 山東***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于自適應模糊技術電子節氣門控方法系統車輛
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【說明書】：

本公開提供了一種基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法、系統及車輛，構建電子節氣門系統數學模型，采用自適應算法設計電子節氣門系統的自適應控制器；構建跟蹤誤差系統，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；本公開可以在系統的運行過程中對自適應控制器的參數實時調節，減小了電子節氣門參數不確定性和節氣門控制系統的非線性特性對電子節氣門控制帶來的影響，并且具有控制精度高、響應速度快的特點。

技術領域

本公開涉及電子節氣門控制技術領域，特別涉及一種基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法、系統及車輛。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

電子節氣門是控制空氣進入發動機的一道可控閥門，由直流電機、位置傳感器、復位彈簧、閥片等構成，空氣進入進氣管后會和汽油混合成可燃混合氣，從而燃燒做功。因此，電子節氣門的性能決定了發動機扭矩的響應和燃油/空氣(F/A)比的精度。電子節氣門的控制效果直接影響發動機的動力性、經濟性和排放，所以節氣門控制的穩定性和精確性對于發動機的平穩運行和生態環境的保護至關重要。

本公開發明人經檢索發現，中國發明專利CN101408133A《一種發動機電子節氣門的控制方法》采用PID控制的方法控制電子節氣門的閥片開度，實現了電子節氣門閥片運行的快速和平穩。但是，這種方法的控制精度不高。中國發明專利CN109184925A《基于自適應積分終端滑模技術的電子節氣門控制方法》通過不確定性觀測器自適應積分終端滑模控制算法得到節氣門的最佳輸出角度，提高了電子節氣門的控制精度。中國發明專利CN107701315A《基于自適應滑模技術的電子節氣門控制方法》利用自適應魯棒滑?？刂扑惴ㄓ嬎愠龉潥忾T的最佳控制電壓，解決了齒輪間隙扭矩的非線性對電子節氣門控制系統的影響。雖然現有很多學者針對電子節氣門提出了各種自適應控制算法，但是現有電子節氣門自適應控制方法還存在不足：傳統自適應控制系統中的可調參數無法在系統的運行過程中實時調整，無法達到最優控制效果。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法、系統及車輛，可以在系統的運行過程中對自適應控制器的參數實時調節，減小了電子節氣門參數不確定性和節氣門控制系統的非線性特性對電子節氣門控制帶來的影響，并且具有控制精度高、響應速度快的特點。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法。

一種基于自適應模糊技術的電子節氣門控制方法，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。

作為可能的一些實現方式，所述電子節氣門系統數學模型，具體為：

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