汽车发动机的PID控制系统设计与仿真研究
毕业设计任务书-1
扬州大学本科生毕业论文任务书适应角色转变，扎实开展团的工作———共青团铁东区委书记的述职报告2011年是适应角色转变、思想进一步成熟的一年。
这一年，自己能够坚持正确的政治方向，紧紧围绕党的中心，立足本职岗位，较好地完成本线的工作任务。
自己政治觉悟、理论水平、思想素质、工作作风等各方面有了明显的进步和提高。
总的来说，收获很大，感触颇深。
一、以德为先，进一步提升个人思想素质过去的一年，我以一个共产党员的标准，以一个团干部的标准严格要求自己，在个人的道德修养、党性锻炼、思想素质上有了很大的进步。
一是道德修养进一步提高。
作为一个团干部，我的一言一行、我的自身形象将直接影响到团委各成员，甚至更广大的青少年。
因此，在日常的工作和生活中，我每时每刻提醒自己，从小事做起，注重细节问题，做到干净做人、公正做事，以平常心看待自己的工作，要求自己在工作中诚实、守信、廉洁、自律，起好表率作用。
二是党性锻炼得到不断加强。
不断加强自己的党性锻炼，我严格按照《党章》和《中国共产党党员纪律处分条例》来要求和约束自己的行为，牢记党的宗旨，在团的工作中，以广大青少年的权益为出发点，务求时效。
三是政治思想素质不断提高。
一年来，我继续加强学习，积极参加理论中心组学习，经常自发利用休息时间学习，积极参加团省委组织赴井冈山革命传统与理想信念教育专题培训班、区委区政府组织赴清华大学县域经济培训班，通过“看、听、学、思”，进一步加深了对马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想的理解，进一步系统掌握了党在农村的路线、方针、政策以及对共青团工作的要求。
特别是党的十七届六中全会以来，我通过学习原文、听专家讲课等，开拓了思想新境界，政治思想素质有了新的飞跃。
二、以能为先，进一步加强组织工作能力在上级领导的信任和支持下，我本人也自加压力，抓住一切机会学习，注重与同事、与兄弟单位团委书记的交流，虚心请教，不耻下问，使各项工作都有序地开展。
一是工作的统筹安排能力不断加强。
基于PID控制的电子节气门设计与仿真
基于PID控制的电子节气门设计与仿真宛传平;张海涛;陈杰平;范智平【摘要】This paper describes the structure and working principle of the electronic throttle and analyzes its control characteristics and its production and control methods of Non--Linear factors. According to its working process the dynamic model and circuit model of the electronic throttle are established. Combining with the mathematical model and the characteristics of incremental PID control, the control system of the electronic throttle is designed and a Matlab simulation is made. Based on the simulation results, using incremental PID control has advantages of smaller overshot, stable performance, small steady--state error, good tracking, good performance of dynamic and static performance, capability of anti--interference and high reliability.%文章主要阐述了电子节气门的结构、工作原理，分析了电子节气门的控制特点以及非线性因素的产生和控制方法。
基于simulink汽车速度控制系统的设计与仿真
基于simulink汽车速度控制系统的设计与仿真摘要：目前许多汽车把汽车速度控制系统作为配属设备或选配设备。
汽车装有汽车速度控制系统后，当驾驶员启动这一装置并进行一些简单的设置后，该装置可自动保持某一恒定速度行驶，而不踩油门。
由于电子系统能准确地控制车辆的速度，从而使高速行驶的车辆更加安全、平稳。
在文中，首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统简化模型，根据研究对象的物理特性建立起汽车速度控制控制系统的微分方程，再将该微分方程进行线性化处理，运用PID控制理论的方法对汽车速度控制控制系统进行分析和控制。
然后对汽车速度控制系统进行设计分析，在已有的模型下，对设计的汽车速度控制系统进行Matlab语言仿真。
关键词：速度控制系统PID控制仿真指导老师签名:Design and Simulation of the vehicle speedcontrol systemStudent name Class:Supervisor:Abstract:At present, many cars make car speed control system as an attachment device or optional equipment. The car is fitted with the motor speed control system, when the driver start the device and make some simple settings, the device can automatically maintain a constant speed, and do not step on the accelerator. Because the electronic system can accurately control the speed of the vehicle, so that the high-speed vehicles more secure, stable.In this paper, the first principle of the movement of automobile is analyzed, establishing control system is simplified model, based on physical characteristics of the research object to establish the vehicle speed control differential equation of the control system, then the differential equation is linearized by using the method of control theory, analyze and control the motor speed control system. Then the design of the vehicle speed control system, the existing model, to design vehicle speed control system simulation language Matlab.Keyword：Speed control system PID control simulationSignature of Supervisor:目录1绪论 (1)1.1选题的依据及课题意义 (1)1.2汽车速度控制研究概况及发展趋势 (1)2速度控制系统的简述 (3)2.1汽车速度控制系统原理 (3)2.2速度控制系统的分类 (3)2.3速度控制系统的基本用途 (4)2.4电子式多功能速度控制系统功能 (4)3系统模型建立及性能分析 (6)3.1汽车受力分析 (6)3.2行驶汽车仿真模型 (7)3.3 动态性能和稳态性能指标 (8)4 PID控制器 (10)4.1 PID控制简述 (10)4.2 PID控制规律 (10)4.3 PID作用分析 (14)5 系统仿真及结果分析 (15)5.1 SIMULINK简介 (15)5.2实验方案选择 (15)5.2.1采用P控制 (15)5.2.2采用PI控制 (20)5.2.3采用PID控制 (22)5.3实验结果分析 (25)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1绪论1.1选题的依据及课题意义随着汽车工业和公路运输业的发展，汽车将走进千家万户，驾驶人员非职业化的特点将突出，车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势。
汽车发动机的PID控制系统设计与仿真
（ １ ）
式 中： 表示车轮半径 ， 表示发 动机转矩 ， ｒ 表示变速器 的传 动比 ， ｉ 。 表示 主减速器 的传动 比， ＇ 表示传动系的机械效 率 ， ： ７ 则有
＝ ｆ泖ｒ （） ２
个黑箱， 即不管其中环节的复杂程度 ， 只关心黑箱 系统的输入和输出信号 ，
工 程 ，０ （ ）１ ９ １１ ２ ０ ６ ：７ — ８ ． ４
我们感官 区分物 体的不同 ， 了物体大小形状 等的不 同之外 ， 除 主要 的便是物体表面的纹理 。随着人们对真实感图形要求的 日益提高 ， 纹理
映射技术也就 自然地成 了我们关注的一个焦点。 所谓纹理 映射技术就是模拟景物表面纹理细节。根据纹理定义域的 不同， 纹理可分为二维纹理和三维纹理 ； 根据纹理的表现形式 ， 纹理又可 分 为颜色纹理 、 几何纹理和过程纹理三大类。
杂场景的真三维几何表达。 参考文献
（ ） 适应细分。 ２自 这类算法首先构造一 个初始模型 ， 然后根据一定 的 规则通过细分把细节信息增加到简化模 型中 ， 从而得到精细模 型。
（ 删除 。 ３） 这类 算法重复地删除网格 中的顶点或多边形 ， 并对形成 的
［ ］ 许智钦 ， 长库 ， １ 孙 陶立 ， 彩 色三维激光扫描 测量方法 的研究 ［］ 等． Ｊ．
பைடு நூலகம்
基于激光 三维扫描数据 的三维重建技术在逆向工程 、汽车制造、 医
学影像 、 地形绘制和文物复原等领域具有广阔的应用前景 。
（ 责任编辑 ： 胡建平 ）
４ 结语
本研 究针对激光三维扫描仪得 到数据信 息， 探讨 了一 系列 的数据处
第一作者简介： 赵庆阳 男 ，９ ８年 ４月生 ， 为西安科技大学 ２ ０ ｌ７ 现 ｏ５
机械毕业设计629发动机怠速PID控制研究毕业设计
目录1绪论 (1)1.1汽车电子技术的发展与现状 (2)1.2 怠速控制发展状况 (2)1.3 怠速控制的要求 (2)2 汽车发动机怠速控制系统 (4)2.1 怠速工况分析 (3)2.2 怠速不良表现 (4)2.3 怠速控制过程 (4)2.4 怠速控制策略 (5)3 汽车发动机怠速模型 (6)3.1 国外采用的发动机怠速模型 (5)3.2 国内采用的发动机怠速模型 (9)3.3 本课题采用的发动机怠速模型 (10)4 PID控制器 (14)4.1 PID控制简介 (14)4.2 PID控制器参数的整定 (15)5 Matlab介绍 (16)5.1 MATLANB简介 (16)5.2 SIMULINK简介 (16)5.3 SIMULINK建模方法 (16)5.4 SIMULINK建模具体步骤 (17)6 基于SIMULINK的怠速PID控制仿真 (18)6.1 仿真模型的建立 (18)6.2 仿真结果分析 (20)6.3 发动机怠速稳定性分析 (21)7结论............................................................... .23 参考文献.. (24)致谢 (26)附录 (27)1 绪论1.1 汽车电子技术的发展与现状汽车工业 100 多年来一直占据发达国家支柱产业的地位。
一方面，汽车工业的发展迫切需要新科学、新技术的支持；另一方面，新科学、新技术又需要找到用武之地，以扩大其产业发展。
所以，从电子工业诞生开始，两者就紧密地联系在一起，成为世界工业的两大支柱。
70 年代，电子技术取得了一系列突破性进展。
1973年，Intel 4 位CPU I 4004和8位CPU I 8008相继问世；1975年，8位单片集成的CPU I 8048 问世；1976年，16KB RAM问世；1978年，64KB RAM问世；1979年,16位CPU I 8086问世。
汽车怠速系统的模糊PID控制
2.3模糊控制规则的确定
转速模糊控制规则的确定实质上是把有实践 经验操作者或者专家的控制知识和经验，进行总 结而得出的若干条模糊条件语句的集合。对于采 用二维模糊控制器的模糊推理控制系统，其控制 规则一般采用“IF e and de THEN u”来描述。 只有选择恰当的控制规则 ，才能很到的体现有 经验操作者的控制策略。确定模糊规则的原则是 必须保证模糊控制器的输出能够使系统输出响应 的动静态特性达到最佳值，既要迅速消除误差， 保证相应的快速性，又要防止产生超调和振荡， 保证系统的稳定性。
3) 模糊PID控制系统具有适应性广、抗干扰 能力强等特点，并且获得实车怠速控制系统的 PID控制参数比较容易。
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1.3量化因子
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2. 知识库
知识库中包含了汽油机怠速控制领域中的 知识和要求的控制目标。它通常由数据库和模 糊控制规则库这两个部分组成。数据库主要包 括各个语言变量的隶属度函数，尺度变换因子 以及模糊空间的分级数等。规则库中包括了用 模糊语言变量表示的一系列的控制规则，它们 反映了控制专家的经验和知识。
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SIMULINK 下建立的怠速系统仿真
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SIMULINK 下建立的怠速系统仿真
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结论：
1) 应用模糊PID控制方法对车用汽油机怠速 进行控制是有效可行的；
2) 模糊PID控制器是在总结人的控制行为或 实际操作经验的基础上完成的，使得控制器的控 制行为更加接近所希望的怠速过程；同时，模糊 PID控制策略比PID控制策略能获得更理想的汽油 机怠速稳定性及更好的工况过渡性能；
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基于PID的柴油机闭环EGR控制策略研究
基于PID的柴油机闭环EGR控制策略研究随着环保意识的不断提高，燃油效率和排放控制成为了汽车工程领域研究的热点之一。
柴油机的排放控制方案之一就是采用EGR技术，但是EGR技术也会带来一系列的问题，比如对发动机性能和燃油经济性的影响等，而PID控制器的应用恰好可以解决这些问题。
PID控制器是通过对误差、积分及差分三个量的运算来产生控制量，从而实现自动调节并控制物理系统的工作状态的控制器。
柴油机的EGR系统中，PID控制器的运用可以精确控制EGR阀的开度，从而控制EGR的回流量，实现闭环控制的目的。
具体控制步骤如下：首先，通过采集柴油机的运行参数，得到目标EGR回流量的值；其次，根据目标值和当前实际值的误差值，得到误差量；然后，通过积分项获取误差量的累计值，用于调节维持持续时间；最后，根据误差量的变化率，获取差分项，用于调节控制参数。
对于PID控制器的参数选择，一般情况下需要进行实验确定，针对不同的发动机条件，需要不同的控制参数。
在实际应用中，可以通过自适应PID算法来实现动态调整PID控制器的参数。
需要注意的是，柴油机EGR系统的闭环控制还需要考虑到其他因素的影响，比如负荷、转速等因素，这就需要加入新的控制策略，比如负荷预测控制、转速跟踪控制等，进一步提升EGR系统的闭环控制精度。
总之，基于PID的柴油机闭环EGR控制策略可以实现对EGR 回流量的控制精度，从而有效降低柴油机的排放量，提升燃油经济性和发动机的性能表现。
未来，在智能化技术的发展推动下，PID控制器的应用将会得到更广泛的拓展和应用。
进一步探究基于PID的柴油机闭环EGR控制策略，需要从控制效果和应用难度两方面考虑。
控制效果方面，基于PID的柴油机闭环EGR控制策略可以有效稳定EGR回流量，减少氧气进入燃烧室的数量，从而有效降低氮氧化物排放量。
此外，控制策略也可以优化柴油机的燃油经济性和性能表现，从而提升整车的总体性能。
应用难度方面，PID控制器在实际应用中涉及多种因素，需要对传感器、控制器、执行器等方面进行精细设计和调试，工程难度较大。
PID控制以及汽车控制的应用
未来展望
随着智能控制技术的发展，PID控制算法将与人工智能、机器 学习等技术相结合，实现更加智能化和自适应的控制策略。
未来研究方向包括发展新型PID控制算法、提高控制精度和鲁 棒性、以及探索多目标优化和控制等问题。同时，也需要加 强基础理论和实验研究，推动汽车控制技术的不断创新和发 展。
THANKS
在汽车控制中，PID控制算法广泛应用于发动机控制、底盘控制和车身控制等领域，对提高汽车的动力 性、经济性和舒适性具有重要意义。
实际应用与挑战
Hale Waihona Puke 在实际应用中，PID控制算法需要根 据具体的汽车系统和工况进行参数调 整和优化，以适应不同的行驶条件和 性能要求。
挑战主要来自于系统非线性和不确定 性，以及复杂的行驶环境和多变的驾 驶员意图。为了实现更好的控制效果 ，需要深入研究系统动态特性和驾驶 员行为特征。
控制精度与鲁棒性
控制精度
PID控制器在汽车控制中需要高精度 的控制效果，以满足汽车运行的安全 性和稳定性。
鲁棒性
由于汽车运行环境复杂多变，PID控制 器需要具备良好的鲁棒性，以应对各 种干扰和不确定性。
实时性要求
快速响应
汽车控制需要快速响应，以应对突发情况， PID控制器需要具备高效的计算能力和优化 算法，以满足实时性要求。
详细描述
通过传感器检测车辆的横摆角速度和侧向加速度，PID控制器计算期望横摆力矩并与实际横摆力矩进 行比较，产生一个附加横摆力矩，通过制动系统施加到内侧车轮上，使车辆保持稳定。PID控制器能 够根据车辆的动态响应实时调整附加横摆力矩，提高车辆的操控性和稳定性。
自动泊车系统
总结词
自动泊车系统是利用PID控制算法实现自 动寻找停车位和自动泊车的智能化系统 。
汽车发动机冷却控制系统浅究
汽车发动机冷却控制系统浅究1 概述1.1 课题研究的背景近些年来随着我国经济实力的壮大，人民生活水平的不断提升，人们对于汽车需求不断增加。
但是相比掌握汽车制造业高技术和实际行业标准的发达国家，我国的制造水平还很低，这表现在基础制造和新颖设计两个方面。
因此，本项目研制成功，将加强我国自主创新的研发能力，提升发动机的工作效率，改善发动机的动力，减少不必要的能源消耗，从而提升我国汽车产业的市场竞争力和在国际市场的竞争能力。
1.2 国内发展现状汽车电动式冷却风扇的提出要追溯到20世纪80年代初，由美国专利文件提出，它将皮带驱动的冷却风扇改造成电动冷却风扇，这种发明可以使发动机根据工作温度变化来控制风扇的转速。
最近几年，以单片机为核心对不同的输入信号进行分析，分别对大循环和小循环状态进行不同处理，发动机冷却智能控制系统中，采用多级联合智能控制系统将节温器、保温帘和冷却风扇进行联结。
2 PID与模糊控制理论基础2.1 数字PID控制算法现今PID控制器成为当前工业控制的主流，它以调整方便、简单、工作可靠、稳定性好受到广泛应用。
为了达到发动机冷却系统对温度控制的要求，我们需要找到一个合适的控制算法。
传统的PID控制器结构和参数设定简单方便，被大规模运用到工业控制中。
PID控制中实际应用一个为PI，另一个为PD控制，其次為PID控制，PID控制系统的误差，控制量是利用比例、积分、微分计算进行控制的。
PID模块的温度控制精度主要受P、I、D这三个参数影响，其中P代表比例、I代表积分、D代表微分。
2.2 模糊控制的基本理论模糊控制是建立在人工经验基础之上的。
设计者将熟练的操作人员的丰富实践经验收集起来，通过这些熟练经验采取合理精确的策略控制一个复杂系统。
如果将这些熟练操作员的实践经验用计算机语言表达出来，总结出一种定性的、不精确的控制规则。
如果用模糊数学将这种定性的，不精确的控制规则定量化就转化为模糊控制算法，形成模糊控制理论。
汽车类专业本科毕业设计选题
汽车类专业本科毕业设计选题车辆工程本科毕业设计论文选题参考如下大客车车身总布置设计大客车底架系统布置设计大客车车身骨架结构设计大客车乘客门结构设计大客车操纵稳定性能模拟计算系统开发大客车平顺性能模拟计算系统开发大客车燃油经济性模拟计算系统开发大客车动力性及动力匹配模拟计算系统开发汽车车身变形过程3维动画演示系统开发大客车制动性能模拟计算系统开发汽车零部件试验模态分析乘用车路面激励平顺性虚拟仿真分析摩托车发动机结构试验模态分析发动机悬置阻尼特性研究发动机振动与车身结构动力响应的传递特性研究基于GPS技术的路面纵曲线快速检测方法研究车辆运行状态与动态称重系统动态响应的相关影响研究怠速工况下发动机噪声与乘坐室内声场传递路径研究动力激振反力架动态特性研究及优化城市客车总布置设计城市客车底架及地板设计城市客车车身骨架设计城市客车乘客门设计城市客车车身有限元分析长途客车总布置设计长途客车底架及地板设计长途客车车身骨架设计长途客车造型设计旅游客车总布置设计旅游客车底架及地板设计旅游客车车身骨架设计旅游客车车门设计客运客车总布置设计客运客车底架及地板设计增程式光伏电动智能客车总布置设计增程式光伏电动智能客车底盘总设计增程式光伏电动智能客车配电及光伏电池布置设计增程式光伏电动智能客车智能化控制设计增程式光伏电动智能客车造型设计增程式光伏电动智能客车车载网络及电路设计增程式光伏电动智能客车效率计算及动力配置设计增程式光伏电动智能客车建模及有限元分析增程式光伏电动智能客车电控转向及制动设计增程式光伏电动智能客车骨架设计商用车EPS系统PID控制策略仿真研究基于单片机的倒车测距系统设计前方运动车辆图像识别程序设计客车动力性模拟计算程序设计城市客车总布置设计城市客车车身骨架设计城市客车底架及地板设计客车经济性模拟计算程序设计汽车尾气发电装置设计的研究基于CATIA v5的驾驶员座椅设计基于PRO/E挖掘机工作装置的建模与优化某客车动力性和经济性仿真计算分析汽车变速箱加工工艺及夹具设计车身覆盖件成形仿真分析发动机缸体三维实体造型及虚拟装配设计轿车变速器三维建模及仿真长途客车车身总布置设计长途客车车身骨架设计长途客车车架设计长途客车车身造型设计长途客车车门与舱门设计长途客车车身有限元分析汽车动力性程序设计汽车操纵稳定性程序设计长途大客车总布置设计长途大客车底架设计长途大客车车身骨架设计长途大客车离合器的设计长途大客车外摆式乘客门的设计汽车悬架系统动力学仿真汽车ABS试验台设计混合动力车燃油经济性研究旅游大客车总布置设计旅游大客车骨架设计旅游大客车底架设计旅游大客车造型设计基于VC开发汽车平顺性仿真系统基于路面识别和动态滑移率控制的ABS系统仿真大客车空调系统布置及风道设计研究客车总布置设计客车车身骨架设计客车底架设计及振动特性计算基于CFD的轿车外部流场计算车牌识别系统软件设计基于VB的汽车燃油经济性软件设计大型长途客车总布置设计大型长途客车底架及地板设计大型长途客车车身骨架设计大型长途客车车门及仓门设计汽车持续制动模拟计算系统开发中型城市客车总布置设计中型城市客车车身骨架设计中型城市客车车门及仓门设计中型城市客车底架及地板设计汽车主动悬架系统性能研究中型公路客车总布置设计中型公路客车底架及地板设计中型公路客车车身骨架设计中型公路客车车门设计中型城市客车总布置设计中型城市客车底架及地板设计中型城市客车车身骨架设计中型城市客车车门设计大型城市客车总布置设计大型城市客车底架及地板设计大型城市客车车身骨架设计长途客车车身骨架设计城市客车总布置设计城市客车车身骨架设计城市客车底架设计长途客车造型设计长途客车总布置设计长途客车乘客门及舱门设计长途客车底架设计城市客车乘客门及舱门设计城市客车造型设计变速驱动桥设计（CATIA)涡轮蜗杆驱动桥设计（CATIA)方程式赛车总布置设计（CATIA）方程式赛车车身设计（CATIA）变速器设计（CATIA）转向器设计（CATIA）汽车曲面造型设计（CATIA）商用车制动系统及阀类设计（CATIA）厢式货车后栏板举升机构设计（CATIA ADAMS）汽车转向机动性能软件设计开发基于Matlab的混联式混合动力汽车动力系统整车控制策略基于Matlab的混联式混合动力汽车动力系统电机控制策略基于VC的汽车动力性和制动性实验数据分析软件开发基于Matlab/GUI的汽车操稳性实验数据分析软件开发基于Delphi的商用车EPS控制试验台控制系统基于Matlab的电动汽车永磁同步电机直接转矩控制系统基于Matlab的无刷直流电机EPS系统基于Matlab的电动汽车电子差速系统基于Matlab/Stateflow的自动变速器控制系统纯电动商用车动力系统匹配与仿真串联型混合动力商用车动力系统仿真并联型混合动力商用车动力系统仿真纯电动大客车AMT换挡规律模拟大客车侧翻模拟车辆操纵稳定性模拟增程型电动汽车能量管理策略仿真校车车身总布置设计校车车身骨架设计校车车身底架及地板设计校车乘客门设计旅游大客车造型设计旅游大客车总布置设计旅游大客车骨架设计旅游大客车底架及地板设计旅游大客车乘客门设计城市客车总布置设计城市客车造型设计增程/插电式重型商用汽车动力系统参数匹配研究纯电动客车动力系统参数匹配及仿真研究基于Matlab/Simulink的汽车ABS系统性能建模与仿真基于MCGS的电动汽车人机交互智能仪表设计与实现基于MCGS的重型商用汽车安全运行监控系统设计与实现客车技术标准管理及查询系统DH6890型长途客车总布置设计DH6890型客车造型设计DH6890型客车底架及地板支架设计DH6890型客车乘客门设计DH6890型客车骨架设计客车动力性经济性性能模拟设计程序设计矿用井下防跑车总布置设计客车动力性经济性模拟计算程序设计重型汽车后置式行驶状态警示系统设计。
汽车发动机的PID控制系统设计与仿真
汽车发动机的PID控制系统设计与仿真
袁帆
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2007(017)012
【摘要】以某型汽车发动机为研究对象建立了数学模型,研究了传统的PID控制系统在汽车发动机控制中的应用,设计了一个性能良好的PID控制系统并进行了仿真.【总页数】3页(P203-205)
【作者】袁帆
【作者单位】陕西理工学院电气工程系,陕西汉中,723003
【正文语种】中文
【中图分类】U464
【相关文献】
1.汽车发动机的PID控制系统设计与仿真研究 [J], 徐侥幸
2.基于串级模糊PID的药型成形工艺温度控制系统设计与仿真 [J], 张春元;陈安民;原梅妮;康东轩
3.基于模糊PID的温度控制系统的设计与仿真 [J], 宋璐;卫亚博;冯艳平
4.基于串级模糊PID的药型成形工艺温度控制系统设计与仿真 [J], 张春元;陈安民;原梅妮;康东轩
5.基于Matlab的模糊PID运动控制系统的设计与仿真 [J], 吕帅
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电子节气门PID控制
基于DSP的电子节气门PID控制一、引言随着现代电子技术的飞速发展，特别是微机技术在汽车上的广泛应用，使得汽车的内涵和功能不断拓展和延伸，汽车电子化正逐渐成为现代汽车的基本特征。
节气门是汽车发动机的重要控制部件。
为了提高汽车行驶的动力性、平稳性及经济性，并减少排放污染，世界各大汽车制造商推出了各种控制特性良好的电子节气门及其相应的电子控制系统，组成电子节气门控制系统（ETCS）。
采用电子节气门控制系统，使节气门开度得到精确控制，不但可以提高燃油经济性，减少排放，同时，系统响应迅速，可获得满意的操控性能；另一方面，可实现怠速控制、巡航控制和车辆稳定控制等的集成，简化了控制系统结构。
现在，电子节气门控制系统已成为发动机完全电控管理系统的一个重要模块。
由于ETCS的优越性，目前，世界上越来越多的大型汽车制造公司开始采用ETCS，传统机械式节气门面临着被电子节气门所取代的趋势。
在电子节气门这种柔性连接方式中，油门踏板与节气门之间不再有机械连接。
节气门的实际开度由车载电控系统根据当时的汽车行驶状况并考虑发动机特性确定，从而保证发动机运行于最佳工况。
本设计进行了电子节气门控制系统的电控单元开发、传感器信号处理电路及执行器功率驱动电路的硬件电路设计，并进行了PID控制试验。
二、系统组成电子节气门控制系统如图1所示，包括：节气门体、加速踏板位置传感器、DSP（Dig ital Signal Processor）开发板、信号处理电路、功率驱动电路及微机监控系统几个部分。
节气门体包括：直流电机、节气门开度传感器及机械装置，它们被封装为一体。
通过ECU 驱动直流电机，完成节气门开度调整；节气门开度信号通过节气门体内部的一对高精度节气门开度传感器获取当前开度下相应的电压反馈值，该反馈值与节气门打开角度成线性变化。
利用这两路反馈信号，构建闭环控制系统。
加速踏板带动一个位置传感器，将加速踏板位置信号转变为电压信号传到ECU，其作用相当于一个反映驾驶员操纵意图的传感器，提供节气门开度的参考信号。
发动机进气控制系统的设计和软件的编程
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 发动机进气控制系统的设计和软件的编程摘要发动机每次循环吸入的新鲜空气质量随环境状态变化而变化，发动机进气过程的充气量和充气效率随环境状态变化而变化，明显影响发动机性能。
研究表明，进气压力每升高lkPa则发动机扭矩增加约0．12％，进气温度每升高lK则发动机的功率约下降0.5％[1]，，进气中的水分对发动机的功率影响很小，但对于排放尤其是氮氧化物的影响是不可忽视的。
研究发动机进气状态对发动机性能的影响，以及对发动机进气状态进行控制具有十分重要的意义。
8349本文建立系统模型。
设计出发动机进气处理装置，通过此系统的PI D控制调节发动机进气温度、压力和相对湿度，使之能够满足发动机性能试验的大气环境。
应用组态软件对发动机进气处理系统进行动态仿真。
关键词：发动机进气系统，空气调节，PID控制方1 / 11法，组态软件毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleEngine intake air test control system design andsoftware programmingAbstractEngine each cycle inhalation of fresh air quality varies with the state of the environment, inflation and the volumetric efficiency of the engine intake process with the state of the environment changes significantly affect the engine performance.Studies have shown that the inlet pressure is increased by lka the engine torque increase of about 0.12%, the intake air temperature is increased lK engine power declined by about 0.5% , the water intake of the engine powerlittle effect, but for emissions, especially the impact of nitrogen oxides can not be ignored.Research engine intake status on engine performance, as well as the state of the engine intake control is of great significance.Established a system model. The design of the---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------engine air handling installations, through the PI D control to adjust the engine intake air temperature, pressure and relative humidity, and enable it to meet the atmospheric environment of the engine performance e the application of software dynamic simulation engine controls, air handling systems.发动机状态参数对发动机性能的影响是非常重要的。
基于Simulink的汽车行驶速度PID控制系统仿真
工程机械发动机节能控制系统PID控制器的设计与仿真
由于电枢 回路 电感 较小 ， 因此 电磁 时间 常数 可 以近似 为零 ， （ ） 化 简为 式 １可
值 为常数 ， 与 、 与 之 间都 是线 性关 系 ， △ 因此 ， 以用油 门执 行 器 闭 环 系统 数 学模 型 的数 字 可 仿 真来 等效本 电控系统 的数 字仿 真 。
２（ ｅ ｋ— １ ）十 ｅ ｋ— Ｚ ） （ ）
：
（ ｐ Ｋ Ｋｄ Ｐ 愚 ＋ （ Ｋ ｐ ２ ） （ Ｋ ＋ ＋ ）（ ） 一 一 Ｋｄ Ｐ 愚一 １ ）＋ Ｋ ｄ （ ｅ 愚一 ２ ） （ ０ １）
叫 硎
令 Ａ ： Ｋ ＋ Ｋ Ｋｄ 一 Ｂ ＝一 （ ＋ ２ ） ＋ ， Ｋｐ Ｋｄ ，
油 门执 行器 的控 制 系统 框 图［ 图 ３所 示 ， 如 图
中 ， 为 给定 油 门位 置 角 （ａ ） 为 实测 油 门位 置 ｒｄ ； 角（ａ ） 为 误 差 输 出 角 （ａ ） “ ｒｄ ；△ ｒｄ ； 为 电枢 电 压 （ ； 为 直流 电机 的输 出转 速 （／ ｎ 。 Ｖ） ｒ ｍｉ）
（
＋ｓ ＋
根据 电控 发动 机 系统控 制方 案 和原理 图分 别求 出直流 电机 、 涡轮 蜗 杆 、 门执 行 器 的 数 学模 型 ， 油 最 令 Ｋ ：
Ｇ２ ｓ 一 Ｇ１ （） （ １ Ｇｌ ｓ ＋ （）
一
后根 据 闭环 系统 传递 函数 的求 解方 法得 出油 门控 制 系统 的数学模 型 。
２ ３ 控 制 系统的 数学模 型 ．
假 设控 制器 采 用 比例 控 制 器 ， 控 制 系统 的传 则
递 函数 为 ：
Ｇ 南 ： 等 一
闭环传 递 函数 为 ：
（ ６）
：
汽车发动机主动悬置模糊PID控制策略研究
１ 主动悬置 系统模 型
所 用发 动机 主动 悬置 系统 由一 个 被动 式 液压 悬 置 和一个 电致 伸 缩 微 位 移 作 动 器组 成 ， 力 学模 型 其
如图 １ 示。 所
悬置可 以较好地满足悬置系统低频和高频条件下 的 隔振性能要求 ， 是解决发动机隔振问题 的关键技术 ， 是发动 机隔振 技术 的发 展趋 势 Ｊ 。
［ ｓｒｃ］ Ａ ｓ ｄ ｎｔ ｃｉ ｏｔｌ ｆ ｎｉｅｍ ｕ ｔｓ ａｒ ｄｏｔ ｙａｐｙ ｇｆｚｙｃｎ ｏａｇｒｈ Ａｂｔａｔ ｔ ｙｏ ｅａｔｅｃｎ ｏ ｏ ｇ ｏｎ ｒｅ ｕ ｐｌｉ ｚ ｏｔｌ ｌ ｉ ｍ． ｕ ｈ ｖ ｒ ｅ ｎ ｉｃ ｉ ｂ ｎ ｕ ｒ ｏｔ
￥国家 自然科学基金项 目（０ ７ ０４ 资助。 ５０ ５ ３ ）
图 １ 主动悬置系统液力模型
原稿收到 日期为 ２０ ０ ６年 １ 月 ２ １ ９日， 修改稿收 到 日期为 ２ ０ ０７年 ２月 ５日。
维普资讯
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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程
２０ （ ２ ０７年 第 ９卷） １ 期 第 １
良好 的控 制效 果 和 鲁棒 性 能 ， 多输 入 多输 出 系统 对 具有一定 的解耦效果。在受到外界激励 的情况下 ， 系统具有 良好 的控 制 稳 定性 Ｊ 因此 研 究 主 动悬 置 ，
发动机油门PID控制的参数整定
引言
在现代车辆传动系或传动系性能测试系统控制 过程中 , 发动机的转速控制通常是系统控制的一个 重要组成部分 。同时, 速度失控也将造成发动 机转速大幅振荡 , 振动和噪声加剧 , 甚至造成发动机 飞车、 熄火等现象。因此必须实现发动机油门开度 自动调节 , 以消除发动机转速的剧烈波动[ 4 ] 。 在 PID 控制中, 一个关键的问题就是 PID 参数 整定。传统的方法是在现场或者在对象数学模型的 基础上 , 根 据某一 整定原 则来 确定 PID 参数。然 而, 发动机是一个复杂的非线性系统, 系统特性一般 随着工况不同而变化。为使 P ID 参数能在全工作 范围内满足实时控制的要求, 近年来已提出了多种
u ( k ) g%( y ( 3) ( k ) ) l 3) y( l ( k)
图3 阶跃响应曲线
其中
g%( x ) = g( x ) ( 1- g( x ) ) 网络隐层权值、 阈值学习算法为
R(
3
仿真试验
对神经网络结 构选取 3 8 3, 学习 速率取 !=
k)] 2
( 11)
0 28, 惯性系数取 = 0 04。根据文献 [ 10] , 某柴油 1 发动机的传递函数为 G 1 ( s ) = 。 0 567 s 2 + 2 64 s + 1 根据文献[ 11] , 步进电动机系统的传递函数积分环 节的放大倍数取为 1。运用 L abVIEW 软件编制仿 真程序 , 发动机油门设定为单位阶跃输入 , 实际发动 机油门位置 R 、 油门位置误差 e 、 PID 控制器的输入 u、 PID 控制器参数 K p、 K i、 K d 随时间变化曲线如 图 3 所示。由图可知系统输出响应迅速 , 超调量最 大值为 0 018, 稳态误差近似为零。
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汽车发动机的PID控制系统设计与仿真研究作者：徐侥幸
来源：《科技风》2016年第08期
摘要：随着汽车工业的快速发展，对发动机控制系统也提出更高的要求。
然而汽车发动机应用下，仍面临汽车系统性能较差现状，以其中控制系统问题最为突出，以PID控制系统为例，若其难以发挥控制系统作用，将制约汽车发电机综合性能的提高，要求做好控制系统设计，并对系统进行仿真分析。
本文将对汽车发电机的相关概述、汽车行驶运动方程与模型构建以及PID控制系统仿真进行探析。
关键词：PID控制系统；汽车发动机；系统设计；仿真
汽车系统在特点上表现为复杂、专业等，其中包含较多耦合性较强的子系统，实际设计过程中对于这些子系统的分析极为困难，这就要求做好模型构建工作，使系统得以简化。
然而模型构建下，简化后的内容多难以反映出系统实际情况，所以在研究中需分析汽车发动机的基本行驶方程与运动模型，在此基础上完成PID控制系统仿真过程。
因此，本文对如何设计PID控制系统与具体仿真的研究，具有十分重要的意义。
一、汽车发动机相关概述
关于汽车发动机，其在运行中本身强调使热能向机械能进行转化，其中热能的产生主要来源于燃料混合气燃烧过程。
从发动机构成看，首先表现在曲柄连杆机构方面，其在功能上主要表现为能够使燃气压力进行扭矩的转化，并通过曲轴连杆完成机械能输出过程。
其次为燃料系统，该系统主要负责根据计算量将燃油输入到发动机气缸中，整个系统在构成上主要以输油泵、喷油泵、喷油器、调速器以及柴油箱等为主，这些构件作用下可定压、定时、定量完成燃料输送过程。
再次，启动系统。
该系统运行下，其原理主要表现在通过外力作用使静止的曲轴得以转动，此时汽缸中空气混合气、燃油会进行做功，使曲轴旋转得以保持，这样可保证发动机可靠运行。
最后，配气机构。
整个发动机运行中，配气机构在作用上主要表现为将新鲜空气适时提供给汽缸，并保证及时将汽缸中废气及时排出，其中能够发挥作用的构件集中表现在消声器、进气排气管、空气滤清器以及传动组等方面。
除此之外，发动机构成中也包含润滑系统、冷却系统等，确保这些系统作用发挥，才可使发动机可靠运行。
而这些系统作用发挥时，要求引入控制系统，使其中各部分如增压、进气、喷压以及怠速等得到有效控制。
由于这些系统过于复杂，所以本文研究中考虑将该系统比作为黑箱，分析中可通过对输入信号与输出信号在黑箱系统中的表现进行研究，其中用于对发动机油门开度表示的为输入部分，而用于汽车质心速度的表示则体现在输出方面，在此基础上进行动力学方程的构建，可使发动机相关模型得以构建，保证系统控制目标得以实现[ 1 ]。
二、汽车行驶运动方程与模型构建
（一）行驶运动方程构建
在分析汽车发动机运动情况中，要求利用运动方程进行分析。
其中的方程主要表现在汽车驱动力方面，一般汽车驱动轮会承受转矩系统带来的转矩，假定利用Tt对该转矩进行表示，并利用F0表示地面圆周力，且F1为驱动系统受到的地面反作用力，也可将该作用力称之为外力。
此时有Ft=，其中车轮半径为r。
同时，在引入主减速器传动比、变速器传动比、发动机转矩与传动系机械效率等参数，分别利用i0、ig、Ttg、ηT表示，可得到得Tt=Ttqigi0ηT。
在此基础上进行利用其与r进行比值求解，能够得到汽车驱动力。
其次，在对行驶运动分析中，还需从汽车行驶阻力方面着手，其中的阻力主要表现在空气阻力、地面滚动阻力等，且上坡行驶过程中可能存在坡度阻力，加上加速行驶中的加速阻力，构成汽车行驶阻力，分别对这些阻力利用Fw、Ff、Fi与Fj进行表示，对这些阻力进行相加，便可得到总阻力。
另外，在计算中还需对行驶方程式进行分析，其目的在于判断行驶阻力、行驶驱动力。
（二）发电机模型构建
模型构建的目标旨在使输出转矩Ttg得以计算，可考虑引入油门开度α、曲轴转速n等参数，通过二者函数关系的构建完成Ttg的计算，有Ttg=F（n，α）。
由于曲轴转速n、汽车速度u二者存在一定联系，所以有u=0.377，结合其与Ttg函数关系式，便可进行模型构建。
需注意由于函数中，本身有较多不同类型因子存在，包括输出变量、输入变量以及二者交叉项，要求做好解耦计算工作，使模型中的交叉项得以消除。
在操作中可考虑进行相应的假设，仅需通过对假设的检验，便可判断变量交互作用情况。
假若不存在耦合项，可引入拉氏变换，完成发动机传递函数的计算[ 2 ]。
三、PID系统仿真研究
结合汽车发动机的行驶方程、运动模型，在分析过程中要求做好PID控制系统仿真过程。
其中的PID控制强调根据调节器控制规律，完成相关微分、积分与比例的控制，对于该控制过程便可称为PID控制。
从PID控制的优势看，主要表现在应用范围较广，可直接对较多时变问题、非线性问题进行简化，使整个系统不会随时间变化而发生改变，满足PID控制要求。
同时，PID参数本身易于调整，在结合动态特性变化的基础上可对PID参数进行调整。
将其运用于汽车发动机控制分析中，也要求从微分、积分与比例等方面着手，分别利用Ti、Td、Kp对三者进行表示，仅需对这三个值进行控制，便可达到控制系统的目标。
实际进行控制与调整的参数中，要求对系统动态性能发挥中，三个参量所带来的影响进行分析，能够推出发动机传递函数。
本文在研究中，考虑将Matlab引入其中，通过Simulin进行仿真结构构建。
在测试过程中发现，仅需做好不断调试参数调整，其中比例、积分与微分分别为0.031、0.778与21，此时可将PID响应仿真曲线进行明确，根据具体仿真结果完成PID仿真过程[ 3 ]。
四、结论
PID控制系统是否得以合理设计是决定汽车发动机综合性能的关键性因素。
本文在研究中发现，PID控制系统以闭环系统为主，其具备较多优势如响应速度快、调节时间短等，而且系统运行中可保证输出变量较为合理，利用PID控制系统进行调节后不存在稳态误差。
需注意的是，尽管PID控制系统运用下，仍可能出现油门开度变化过于明显问题，但这种变化多保持在发动机允许范围中。
因此，PID控制系统的有效设计能够推动发动机综合性能进一步提升。
参考文献：
[1] 杨莹.汽车发动机电控系统设计及怠速仿真研究[D].武汉理工大学，2012.
[2] 王印束.基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D].吉林大学，2012.
[3] 程禹.基于湿式离合器的扭矩辅助型AMT控制技术研究[D].吉林大学，2014.。