柴油发动机电喷控制系统

论文编号:ZD1229   论文字数:22849,页数:57  附原理图

摘要
 非接触式位移传感器运用于汽车及其它机电控制系统。这种新型传感器不仅灵敏度高而且无任何磨损、永久寿命，对汽车发动机燃油性能的变化和所含杂质也不敏感。本文介绍的齿条位移传感器及其接口电路，在柴油机电控燃油喷射系统中得到成功应用。
 本文主要针对柴油机电控喷油系统的齿条位置闭环和转速闭环进行研究，包括硬件电路设计，控制算法和程序设计。
   在本系统中，对硬件的设计花费了很大精力。因为，只有实现硬件最优后，对软件的调整才可能达到用较简单或较容易实现的方法达到最优控制的目的。其中信号的调理电路设计思想巧妙，效果极佳。
 PID控制器是过程控制中应用最广泛，最基本的一种控制器。它具有简单，稳定性好，可靠性高的特点。由于电磁式执行器的非线性和时变性，常规PID不能达到满意的控制效果，为此，本文采用了分段调整PID参数的方法。
关键词：柴油机电控喷油     齿条位移传感器     位置闭环
       PID控制               

TITLE:Electronic Controlled Diesel Fuel Injection Ssytem
Abstract
 Non-contact angle displacement sensor has been applied for automobile engines and other electro-mechanical systems. The new type of sensor not only has very high accuracy, but also has no wear. It is not sensitive to fuel contamination as well as variation of fuel property .the semi-differential and shading-ring sensor designed in this paper has successfully used in electronic control, position sensor and circuit design.
 In this paper, we will study rack display close-loop and rotational speed close-loop, including circuit design of hardware, controlling algorithm and program design.
 Much attention is focused on the design of the hardware in this paper. Only if the hardware becomes best, the software will be simply and can be controlled easily. It’s ingenious and excellent, during the experiment of ideal adjustion circuit design, to achieve good effect.
 PID controller is one of widely used controllers, which has the characteristics of simplicity, stability and reliability. Because of the nonlinear and temporal of the electromagnetic actuators, common PID can’t achieve satisfactory effect. For this reason, the method of segmentation adjust PID parameter is adopt in this essay. It has been proved that the result is satisfactory.
Key word:  electronic controlled diesel fuel injection
          Rack displacement control     Rack display close-loop
          PID control

目录
第一章 绪   论 6
1.1  柴油机电控喷油系统的工程背景 6
1. 1. 1  柴油机所面临的挑战和发展趋势 6
1.1.2 柴油机电控技术关键 7
1.2   柴油机电控技术的发展 8
1.2.1  柴油机电控系统发展概述 8
1.2.2  我国柴油机电控技术的发展方向 9
1.2.3 发展国产柴油机电控技术的意义 9
1.3  本论文研究的主要内容 9
第二章 柴油发动机电控喷油系统总体方案 10
2.1  柴油发动机电控喷油控制系统的构成及工作原理 10
2.1.1 喷油泵的基本工作原理及电控关键 10
2.1.2 位移及转速双闭环控制系统描述 13
2.1.3 电磁式执行器功能及工作原理 15
2.1.4 位移式传感器功能及工作原理 17
2.1.5 转速传感器工作原理 20
2.2  传感器特性测试及齿条位置物理零点的确定 20
2.2.1 确定齿条物理零点的意义 20
2.2.2 物理零点的确定方法及实验研究 21
2.3  柴油机电子调速系统设计的主要任务及技术指标 22
2.3.1 齿条位置闭环控制系统技术指标 22
2.3.2 发动机转速闭环控制系统技术指标 23
第三章 柴油发动机电控喷油系统的硬件构成及原理 24
3.1 电控单元CPU的选择及功能描述 24
3.1.1 喷油泵电控单元CPU的选择 24
3.1.2 W77E58单片机结构及功能描述 24
3.2  电子控制单元硬件总体描述 26
3.3  前向通道设计--激励电路及调理电路的设计 27
3.3.1 传感器激励电路设计 27
3.3.2 信号调理电路 27
3.4  后向通道设计 33
3.4.1 脉宽调制信号的产生 33
3.4.2 执行器驱动电路设计 34
3.5 键盘显示接口电路 34
3.5.1 编程扫描方式 34
3.5.2 显示部分接口设计 35
3.5.3 8155芯片简介 35
第四章 柴油机齿条位置闭环控制算法的研究与实现 37
4.1  齿条位置闭环增量式PID控制算法设计 37
4.2  分段PID控制器参数整定 39
第五章  电控系统软件设计 41
5.1  程序设计特点 41
5.2  电控系统的主程序 41
5.3  初始化程序 43
5.4  位置闭环增量式分段PID控制算法程序 44
5.5  齿条位置闭环控制程序 45
5.6  传感器信号测试子程序 46
5.7  执行器驱动中断服务子程序 47
致    谢 48
参 考 文 献 49
附录： 50