发动机怠速PID控制研究开题报告.doc

毕业论文开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号指导教师完成日期课题名称发动机怠速PID控制的研究1一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述汽车怠速工况可以减少发动机无输出功率时的油耗量，并使低转速圆滑的过渡到高转速，达到安全节油，延长执行元件使用寿命的目的。发动机的怠速转速必须维持在一个合理的范围内。怠速转速过高，会增加燃油消耗量，因此怠速转速应尽可能的低，但是在发动机低转速运转时CO和HC等排放物会明显增多，考虑到有害物质排放的限制，转速又不能过低。在怠速使用条件下，冷车运转与电负荷，空调装置，自动变速器，动力转向伺服机构的接入都会引起怠速转速的变化，使发动机运转不稳定甚至出现熄火现象。可以说发动机怠速控制的优劣是影响发动机的排放性和燃油经济性水平的重要环节。因此，对汽车发动机进行怠速控制是十分有意义的。目前，世界各国都在积极研究发动机怠速控制的问题。怠速控制问题实际上包括三个不同的子问题1、怠速调节问题。怠速的时候，由于发动机系统的复杂性，发动机的转速并非保持恒定不变。因此，控制器必须尽可能的将发动机转速控制在设定的正常怠速转速值附近且波动要小即发动机要平稳工作。通常怠速波动情况越小，怠速转速就可以相应设定的越低。一般都是通过调节空气旁通歧管阀门开度来调整怠速转速。2、对己知扰动的抑制。汽车上的电器负载空调开关，车窗电加热，照明灯等，动力转向机构，低速操控系统启动后，都会需要额外的能量维持负载的运转。由于怠速运转时，发动机产生的能量仅能维持发动机本身的低速运转，这些扰动产生后都有可能造成怠速工况下的发动机停转甚至熄火。这种以额外的能量需求形式存在的扰动问题，实际上可以等价的转化为当怠速控制器能够不断调整发动机运转，跟踪变化的指定正常怠速转速的问题。3、进入/退出怠速状态。这个领域的研究很少。当从很高的转速切换到设定的怠速值时，速度下降曲线过陡，会造成发动机熄火。解决方法是使速度切换变得平缓一。二、本课题拟解决的问题建立数学模型设计控制器发动机怠速平稳性分析三、解决方案及预期效果1．汽油机怠速工况是提高经济性和排放性能的重要工况，对怠速控制的主要目标是在尽可能低的CO和HC的排放下，保持怠速工况在较低的转速下运转平稳，因此采用调整怠速旁通空气流量的方法对怠速控制进行研究。2采用步进电机作为怠速旁通空气量的调节机构，设计步进电机的硬件驱动电路