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汽车安全与节能学报

JASE ›› 2019, Vol. 10 ›› Issue (4): 518-524.DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2019.04.014

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发动机可变气门正时阀的微分先行的 PID 控制算法

陈智君 1,2，袁强 1，赵禹涵 1   

  1. （1. 武汉理工大学 能源与动力工程学院，武汉 430063，中国； 
    2.船舶动力工程技术交通行业重点实验室，武汉理工大学，武汉430063，中国）
  • 收稿日期:2019-06-11 出版日期:2019-12-31 发布日期:2020-01-01
  • 作者简介:第一作者 / First author ： 陈智君（1978 年－），男（汉），湖北，副教授。E-mail: 9626383@qq.com。 第二作者 / Second author ： 袁强（1995 年－），男（汉），四川，硕士研究生。E-mail: 2396354123@qq.com。
  • 基金资助:
    工信部高技术专项（工信部联装函 [2017]21 号）。

Control algorithm with differential prior PID for variable valve timing of engines

CHEN Zhijun1,2， YUAN Qiang1， ZHAO Yuhan1   

  1. (1. Energy and Power Engineering Institute, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; 
    2. The Key Laboratory of Marine Power Engineering Technology Transportation Industry, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China)
  • Received:2019-06-11 Online:2019-12-31 Published:2020-01-01

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摘要： 为优化发动机可变气门正时 (VVT)阀原有的控制，提出了微分先行的比例积分微分 (PID) 控制算法。分析了 VVT阀的工作原理与机械结构，测定了 VVT阀的关键参数。建立了数学模型与 Simulink 仿真模型，借助于 Matlab/Simulink平台。用实机平台与仿真平台，验证所提出的控制算法。 结果表明：在 VVT阀控制中，面对目标期望值的波动，与传统 PID 算法相比，在阶跃测试时，微分 先行 PID 算法超调量降低 0.8%，静态误差降低 0.15% ；在追踪测试时，其超调量降低 1%，静态误 差降低 0.15%。因此，本算法完成了对VVT阀的优化控制。

关键词: 汽车, 发动机, 可变气门正时阀 (variable valve timing, VVT), Simulink 仿真建模, 比例积 分微分 (PID) , 微先行 PID 控制, 实机验证模型

Abstract: This paper proposed a differential prior proportional differential derivative (PID) control algorithm to optimize the original control of the variable valve timing (VVT) valve of the engine. Moreover, analyzed the working principle and mechanical structure of the VVT and determined key parameters of the VVT before established a mathematical model and Simulink simulation model, by means of a Matlab/Simulink platform. Using a real machine platform and the simulation platform to verify the proposed control algorithm. The results show that the overshoot of the differential prior PID algorithm proposed in this paper is reduced by 0.8% with the static error reduced by 0.15%, in the step test; and the overshoot is reduced by 1% with the static error is reduced by 0.15% in the tracking test in the VVT valve control, in the face of the fluctuation of the target expectation value, compared with the traditional PID algorithm, Therefore, the algorithm completes the optimal control of the VVT valve.

Key words: vehicles, engines, variable valve timing (VVT) valve, Simulink simulation modeling, proportion integration differentiation(PID), differential prior PID control, real machine verification model