電子節(jié)氣門有限時間位置跟蹤控制及其硬件在環(huán)實驗驗證.pdf

1、電子節(jié)氣門是汽車發(fā)動機的重要組成部分，控制著進入發(fā)動機氣缸的空氣量。對電子節(jié)氣門閥片位置進行快速準確的控制有利于提升發(fā)動機的運行性能，并提高整車的行駛安全性、司機的駕駛舒適性、燃油的經(jīng)濟性，同時降低汽車尾氣中有害氣體的排放。由于非線性因素和不確定參數(shù)的存在，增加了對電子節(jié)氣門控制的難度。本文針對考慮非線性和參數(shù)不確定性因素的電子節(jié)氣門系統(tǒng)以提高系統(tǒng)響應(yīng)快速性為目的的位置跟蹤控制進行了如下研究：
　　通過對電子節(jié)氣門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分

2、析，建立了用于控制器設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。針對系統(tǒng)中存在的參數(shù)不確定性，采用粒子群優(yōu)化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)進行離線參數(shù)辨識，為了避免粒子陷入局部最優(yōu)，增加變異機制改進 PSO。為了進一步提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，利用 Backstepping和加冪積分技術(shù)，設(shè)計了有限時間伺服控制器(Finite Time Servo Control, FTSC)。
　　考慮到離線參數(shù)辨識具有操作量大、耗

3、時長的問題，經(jīng)過進一步研究，設(shè)計出了以自適應(yīng)控制對系統(tǒng)參數(shù)進行在線估計的自適應(yīng)有限時間伺服控制器(Adaptive Finite Time Servo Control, AFTSC)。有限時間收斂保證了系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，自適應(yīng)估計的參數(shù)值可以對控制器參數(shù)進行實時調(diào)節(jié)，自適應(yīng)律保障了系統(tǒng)在不同工況下的魯棒性。
　　通過與現(xiàn)有文獻中提出的控制器進行控制系統(tǒng)的MATLAB仿真對比來驗證控制器的有效性。為了進一步說明控制器的實際應(yīng)用性能，