[发明专利]基于自适应模糊技术的电子节气门控制方法、系统及车辆

说明书

本公开提供了一种基于自适应模糊技术的电子节气门控制方法、系统及车辆，构建电子节气门系统数学模型，采用自适应算法设计电子节气门系统的自适应控制器；构建跟踪误差系统，以系统的跟踪误差和跟踪误差的导数作为模糊控制器的输入量，采用模糊控制算法选取合适的第一控制参数和第二控制参数；自适应控制器根据模糊控制器输出的第一控制参数和第二控制参数，计算电子节气门的最佳控制电压，进而输出电子节气门理想的输出角度；本公开可以在系统的运行过程中对自适应控制器的参数实时调节，减小了电子节气门参数不确定性和节气门控制系统的非线性特性对电子节气门控制带来的影响，并且具有控制精度高、响应速度快的特点。

技术领域

本公开涉及电子节气门控制技术领域，特别涉及一种基于自适应模糊技术的电子节气门控制方法、系统及车辆。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

电子节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，由直流电机、位置传感器、复位弹簧、阀片等构成，空气进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气，从而燃烧做功。因此，电子节气门的性能决定了发动机扭矩的响应和燃油/空气(F/A)比的精度。电子节气门的控制效果直接影响发动机的动力性、经济性和排放，所以节气门控制的稳定性和精确性对于发动机的平稳运行和生态环境的保护至关重要。

本公开发明人经检索发现，中国发明专利CN101408133A《一种发动机电子节气门的控制方法》采用PID控制的方法控制电子节气门的阀片开度，实现了电子节气门阀片运行的快速和平稳。但是，这种方法的控制精度不高。中国发明专利CN109184925A《基于自适应积分终端滑模技术的电子节气门控制方法》通过不确定性观测器自适应积分终端滑模控制算法得到节气门的最佳输出角度，提高了电子节气门的控制精度。中国发明专利CN107701315A《基于自适应滑模技术的电子节气门控制方法》利用自适应鲁棒滑模控制算法计算出节气门的最佳控制电压，解决了齿轮间隙扭矩的非线性对电子节气门控制系统的影响。虽然现有很多学者针对电子节气门提出了各种自适应控制算法，但是现有电子节气门自适应控制方法还存在不足：传统自适应控制系统中的可调参数无法在系统的运行过程中实时调整，无法达到最优控制效果。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于自适应模糊技术的电子节气门控制方法、系统及车辆，可以在系统的运行过程中对自适应控制器的参数实时调节，减小了电子节气门参数不确定性和节气门控制系统的非线性特性对电子节气门控制带来的影响，并且具有控制精度高、响应速度快的特点。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于自适应模糊技术的电子节气门控制方法。

一种基于自适应模糊技术的电子节气门控制方法，包括以下步骤：

构建电子节气门系统数学模型，得到电子节气门系统的状态空间表达式；

构建第一误差变量和第二误差变量，采用自适应算法设计电子节气门系统的自适应控制器，得到自适应控制器的最佳控制电压的控制律；

构建跟踪误差系统，对第一误差变量和第二误差变量进行处理后得到电子节气门跟踪误差系统状态空间表达式，得到自适应控制器的第一控制参数和第二控制参数与系统跟踪误差的关系；

获取电子节气门的预设开度和实时开度，以系统的跟踪误差和跟踪误差的导数作为模糊控制器的输入量，采用模糊控制算法选取合适的第一控制参数和第二控制参数；

自适应控制器根据模糊控制器输出的第一控制参数和第二控制参数，计算电子节气门的最佳控制电压，进而输出电子节气门理想的输出角度。

作为可能的一些实现方式，所述电子节气门系统数学模型，具体为：