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華蓋機械淺談新品類(lèi)汽配啟動(dòng)機構件零材的變革革新
發(fā)布人員：網(wǎng)站管理員 新聞來(lái)源： 發(fā)布日期：2013-5-22
電子節氣門(mén)結構組成加速踏板加速踏板是反映駕駛員意的裝置，它的核心是一個(gè)電位器式位置傳感器，它將踏板位移量轉化成電信號DA462發(fā)動(dòng)機節氣門(mén)的改進(jìn)傳給電子單元（ECU），不同于機械式節氣門(mén)，駕駛員不能直接控制。節氣門(mén)體節氣門(mén)體主要由驅動(dòng)電機、節氣門(mén)閥體、節氣門(mén)位置傳感器和怠速開(kāi)關(guān)位置傳感器以及一個(gè)復位彈簧組成。
電子節氣門(mén)結構如2所示。電子節氣門(mén)的非線(xiàn)性問(wèn)題在電子節氣門(mén)控制系統中，機械結構中存在的主要問(wèn)題是非線(xiàn)性問(wèn)題，影響著(zhù)電子節氣門(mén)系統的控制。有3種非線(xiàn)性因素粘性摩擦和滑動(dòng)摩擦電子節氣門(mén)閥片在運動(dòng)過(guò)程中同時(shí)受到粘性摩擦和滑動(dòng)摩擦的作用，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中會(huì )造成摩擦力變化的不穩定。一般把它簡(jiǎn)化成庫侖摩擦力，用下式表示式中：Tf為庫侖摩擦力；ω為電機轉速；Fs＞0。
彈簧非線(xiàn)性在節氣門(mén)閥片左側有一復位彈簧，當電機驅動(dòng)信號被切斷的時(shí)候，節氣門(mén)在復位彈簧作用下回到最小開(kāi)度位置，保證系統的安全性，由于它是扭轉彈簧，具有非線(xiàn)性特性，其非線(xiàn)性方程中：Tsp為復位彈簧力；θ為節氣門(mén)轉角；θ0為彈簧增益；D為彈簧偏移量。
齒隙非線(xiàn)性齒輪減速機構將電機驅動(dòng)轉矩傳遞到節氣門(mén)閥片，齒輪間不可避免地存在著(zhù)嚙合間隙，一般將齒隙非線(xiàn)性視為輸入扭矩的函數，表示為：y＝f（x，δ）式中：x為輸入轉矩；y為輸出轉矩；δ為死區寬度。在3種非線(xiàn)性因素中，影響最大的是彈簧非線(xiàn)性，其次是粘滑摩擦和齒隙非線(xiàn)性。
節氣門(mén)的非線(xiàn)性控制電子節氣門(mén)系統模型根據動(dòng)力學(xué)可知，系統的動(dòng)力方程中：ω為電機轉速；J為轉動(dòng)慣量；Z為電機電流；B為粘性阻尼系數；Kt為電機轉矩常數。節氣門(mén)閥轉角與電機轉速變化的關(guān)系：θ＝kω式中：k為齒輪傳動(dòng)比。系統電路方程中：Kv為電機反電動(dòng)勢常數；L為電機感抗；R為電機電阻；U為輸入電壓。
齒隙的非線(xiàn)性特性中，其非線(xiàn)性為電機輸出電流z的函數，考慮到死區的影響，控制器的選用在工程中廣泛使用的PID控制不需要控制對象的精確模型，容易在單片機上實(shí)現，而且有大量的先例可以參考，是電子節氣門(mén)系統的首選控制策略。針對電子節氣門(mén)系統的非線(xiàn)性和時(shí)變性特點(diǎn)，就要對基本算法進(jìn)行改進(jìn)。
可以采用自整定模糊PID控制。結構和工作原理如3所示。
結論根據對電子節氣門(mén)的要求，選用了Bosch公司的電子節氣門(mén)控制單元，將選用的電子節氣門(mén)控制系統與原發(fā)動(dòng)機管理系統進(jìn)行匹配。匹配的主要內容是電子控制系統要消除以上各部的非線(xiàn)性因素的影響，使節氣門(mén)的開(kāi)度滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機各工況的需要。仿真結果表明，采用自整定模糊PID控制，可以較好地跟蹤目標信號，而且不會(huì )出現超調現象。
電子節氣門(mén)結構如2所示。電子節氣門(mén)的非線(xiàn)性問(wèn)題在電子節氣門(mén)控制系統中，機械結構中存在的主要問(wèn)題是非線(xiàn)性問(wèn)題，影響著(zhù)電子節氣門(mén)系統的控制。有3種非線(xiàn)性因素粘性摩擦和滑動(dòng)摩擦電子節氣門(mén)閥片在運動(dòng)過(guò)程中同時(shí)受到粘性摩擦和滑動(dòng)摩擦的作用，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中會(huì )造成摩擦力變化的不穩定。一般把它簡(jiǎn)化成庫侖摩擦力，用下式表示式中：Tf為庫侖摩擦力；ω為電機轉速；Fs＞0。
彈簧非線(xiàn)性在節氣門(mén)閥片左側有一復位彈簧，當電機驅動(dòng)信號被切斷的時(shí)候，節氣門(mén)在復位彈簧作用下回到最小開(kāi)度位置，保證系統的安全性，由于它是扭轉彈簧，具有非線(xiàn)性特性，其非線(xiàn)性方程中：Tsp為復位彈簧力；θ為節氣門(mén)轉角；θ0為彈簧增益；D為彈簧偏移量。
齒隙非線(xiàn)性齒輪減速機構將電機驅動(dòng)轉矩傳遞到節氣門(mén)閥片，齒輪間不可避免地存在著(zhù)嚙合間隙，一般將齒隙非線(xiàn)性視為輸入扭矩的函數，表示為：y＝f（x，δ）式中：x為輸入轉矩；y為輸出轉矩；δ為死區寬度。在3種非線(xiàn)性因素中，影響最大的是彈簧非線(xiàn)性，其次是粘滑摩擦和齒隙非線(xiàn)性。
節氣門(mén)的非線(xiàn)性控制電子節氣門(mén)系統模型根據動(dòng)力學(xué)可知，系統的動(dòng)力方程中：ω為電機轉速；J為轉動(dòng)慣量；Z為電機電流；B為粘性阻尼系數；Kt為電機轉矩常數。節氣門(mén)閥轉角與電機轉速變化的關(guān)系：θ＝kω式中：k為齒輪傳動(dòng)比。系統電路方程中：Kv為電機反電動(dòng)勢常數；L為電機感抗；R為電機電阻；U為輸入電壓。
齒隙的非線(xiàn)性特性中，其非線(xiàn)性為電機輸出電流z的函數，考慮到死區的影響，控制器的選用在工程中廣泛使用的PID控制不需要控制對象的精確模型，容易在單片機上實(shí)現，而且有大量的先例可以參考，是電子節氣門(mén)系統的首選控制策略。針對電子節氣門(mén)系統的非線(xiàn)性和時(shí)變性特點(diǎn)，就要對基本算法進(jìn)行改進(jìn)。
可以采用自整定模糊PID控制。結構和工作原理如3所示。
結論根據對電子節氣門(mén)的要求，選用了Bosch公司的電子節氣門(mén)控制單元，將選用的電子節氣門(mén)控制系統與原發(fā)動(dòng)機管理系統進(jìn)行匹配。匹配的主要內容是電子控制系統要消除以上各部的非線(xiàn)性因素的影響，使節氣門(mén)的開(kāi)度滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機各工況的需要。仿真結果表明，采用自整定模糊PID控制，可以較好地跟蹤目標信號，而且不會(huì )出現超調現象。
