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RobLab电子节气门系统介绍
型号: PXF0607
图：电子节气门控制实训系统效果图
电子节气门的工作原理是：当驾驶员踩下加速踏板时，加速踏板位置传感器将加速踏板位移量信号转换为电压信号传给ECU，ECU通过对当前所处工况进行计算和逻辑处理后发出控制信号，再经过功率放大，控制节气门驱动电机，使电机按照ECU给定的角度驱动节气门运转到所需要的开度；同时节气门体上的节气门位置传感器将测得的当前节气门位置信号转化为模拟电压信号传给ECU，通过反馈实现对节气门的最佳闭环控制。电子节气门的缺点是使系统变得复杂，可靠性降低，而且成本较传统的节气门要高出许多。
节气门总成主要包括节气门驱动电机、齿轮减速机构、节气门空气流量阀片、节气门位置传感器以及节气门复位弹簧。
图：节气门结构图
ETC系统至少采用2个节气门开度传感器和2个加速踏板传感器。这些传感器都是线性电位器，每两个传感器由同一电源供电，设计成阻值反向变化，即一个电阻值增加时另一个减小，其输出电压成互补的方式，2个传感器输出电压信号的和始终等于供电电压，这样可保证当其中一个传感器出现故障或电源电压低于规定值时，能及时识别。
图：加速踏板及其位置传感器
另～个保证系统可靠性的方法是通过调整节气门复位弹簧，使节气门阀片在最小位置保持一定的开度，在控制系统失效的情况下可保证车辆以一定的节气门丌度行驶到安全地点。
1.4 PID控制方法
如何将电子节气门控制到期望的开度，是电子节气门控制的主要任务。本案例采用经典的PID控制方式实现对节气门开度的控制。要控制电机工作，最终的控制目标是输出电压，PID控制器的数学表达如下：
PID控制的关键是如何整定比例控制系数、积分控制系数、微分控制系数。这三种参数相互影响相互制约，从而影响控制的准确性和稳定性。通过EtherCAT实时仿真平台，可以快速地构建一个实时仿真环境，验证控制算法在实际应用中的控制效果。
图：ETC的真实控制器框图
图：节气门系统总体框图
2.2.1 ECU的电子节气门控制实验
利用该系统可以实现完成的RCP系统开发：在开发的初始阶段，快速地建立控制对象及控制器模型，并对整个控制系统进行多次的、离线的及在线的试验来验证控制系统软、硬件方案的可行性，这个过程就是快速控制原型(RCP)。
图：RCP开发流程
图：节气门阀片动力学模型
图：驾驶员输入模型
图：PID算法模型
2.2.2 AMT等其它控制系统组成发动机的半实物体仿真系统
在作于仿真系统使用时，该系统可以用于仿真汽车发动机。其中的踏板和节气门部分采取半实物形式。相应的部分可以作为AMT控制的被控制对象。
图：AMT的联合试验
url： http://www.51lm.cn/p/templates/cn/show.php?cid=905&aid=607
