汽车发动机怠速模糊控制系统的仿真实验【摘要】仿真技术在车用发动机电子控制系统的开发中起到越来越大的作用，仿真技术缩短了控制新方法和新产品的开发周期，可在产品开发前期有效地对新颖的设计思想和控制方法进行验证和评价。本文利用当前最流行的仿真软件 MATLAB 中的动态仿真集成环境 Simulink 对发动机的怠速控制系统进行仿真。【关键词】一、系统仿真的准备工作发动机建模与仿真已经成为发动机设计尤其是发动机控制系统设计的必要途径。在计算机仿真实验中，为了对发动机实现怠速控制，必须首先获得发动机怠速系统的数学模型，然后在此模型的基础上，采纳模糊控制策略来实现发动机的怠速控制。所以说尽管设计模糊控制器时，不需要发动机怠速系统的数学模型，但模仿发动机的怠速控制系统时仍需其数学模型。汽油机工作于怠速工况时，其转速主要受点火时间、空气量和燃油量的影响。因此，通常将汽油机的怠速控制系统看成是由三个输入量（点火时间、空气量和燃油量）和一个输出量（转速）组成的多变量系统。这种结构使得怠速控制必须在该多变量控制系统的框架中被考虑。然而，在怠速工况下，汽油机的工作转速范围变化很小，因此，点火时间可以假设为不变的，本文也是基于此思想来设计控制器的。此外，假如空燃比采纳闭环控制时，就可以把燃油量当做一个干扰因素，它对于处于怠速的汽油机的动态性能影响相对很小。因此，点火时刻、空燃比控制和怠速控制都相对独立，所以汽油机怠速控制系统的动态模型可以简化为一个单输入单输出系统，即控制旁通气道的怠速阀开度大小（PWM 信号的占空比大小）信号作为输入量，汽油机的怠速转速作为输出量。可根据台架实验获得。首先可认为各环节是一个黑盒子，然后利用从台架实验中所获得的所有可测量的输入/输出数据，根据系统辨识理论推导出系统模型。1.怠速旁通阀执行器的数学模型：怠速旁通阀的开度（0%-100%）与怠速控制执行机构的 PWM 信号占空比输出（0%-100%）的关系近似为一条直线，故其数学模型可用比例环节近似表示，即：G01（s）=（100-0）/（100-0）=12.发动机的数学模型：电控汽油喷射发动机怠速工况时节气门全闭，空气经过怠速控制阀所控制的怠速旁通气道进入汽油机，有空气流量计（或进气歧管压力传感器）检测进气量并根据转速和进气管压力及其他修正信号控制喷油量，从而保证汽油机的怠速运转。由于节气门处于近乎关闭状态，进入气缸内的混合气很少，残余废气对气缸内可燃气体有明显的稀...
