基于积分滑动模式控制理论的电子节气门系统中鲁棒控制器设计

基于积分滑动模式控制理论的电子节气门系统中鲁棒控制器设计

汽车发动机中的主要部件之一是节气门部件，其用于降低排放和提高燃油效率。对节气门控制系统的设计是汽车发展的新需求。摩擦模型和非线性弹簧，系统参数的不确定性以及不满足匹配条件是使节气门模型具有非平滑非线性特性的主要原因，这也是建立节流板控制器模型时的主要障碍。对此，基于积分滑动模式控制理论设计电子节气门系统中的鲁棒控制器。由于滑动模式的主要优点是对系统参数的变化和外界干扰不敏感，因此没有必要进行精确建模。滑动模式控制能够将电子节气门系统的运动向一维进行解耦，从而降低了反馈设计的复杂性。采用滑动模式控制表明控制动作的不连续，可通过只具有“开/关”操作模式的常规功率转换器来实现。积分滑动模式控制由两部分组成：第一部分用于控制标准电子节气门系统的标准控制；第二部分是不连续部分，用于消除电子节气门系统模型中参数的不确定性和非平滑非线性现象。通过7种数值仿真证明积分滑动模式控制的两部分特征。在开始瞬间，描述电子节气门的运动利用标准电子节气门系统模型。仿真结果表明，由于积分滑动模式控制的应用，因此电子节气门模型不受系统参数不确定性和非平滑非线性特性的影响。在不同的系统参数下，电子节气门都能做出快速的反应，精确地确定系统的响应特性和到达理想气门角度所需的时间。此外，模拟测试结果还表明，该电子节气门系统对发动机抖动问题具有抗干扰性，利用反正切函数可近似代替符号函数来解决抖动问题。

刊名：Al-Khwarizmi EngineeringJournal（英）

刊期：2015年第11期

作者：MustafaH.Mishary etal

编译：朱会