2 电子节气门控制系统的构成及工作原理.doc

毕业设计（论文） 题目 电子油门控制系统设计 学生姓名 张力 学号 2008111120 专业 电子信息工程 班级 指导教师 万钧力 评阅教师 完成日期 2012 年 5 月 18 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：张力 2012年 5 月 18 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、必威体育官网网址 □，在_________年解密后适用本授权书。 2、不必威体育官网网址 □。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：张力 2012年 5 月 18 日 导师签名： 年 月 日 目 录 摘要 1 前言 2 1 绪论 2 1.1 电子节气门研究的目的和意义 2 1.2 电子节气门的优点及不足 3 1.2.1 电子节气门的优点 3 1.2.2 电子节气门的不足 4 1.3 电子节气门国内外的研究现状及发展趋势 4 1.3.1 国内外对电子节气门的研究现状 4 1.3.2 电子节气门的发展趋势 5 1.4 本课题的主要研究内容 6 1.5 本章小结 6 2 电子节气门控制系统的构成及工作原理 7 2.1 传统的节气门结构 7 2.2 电子节气门控制系统的构成 7 2.3 电子节气门的工作原理 8 2.4 本章小结 9 3 电子节气门的总体设计方案 9 3.1 电子节气门系统总体框图及简介 9 3.2 电子节气门体 9 3.3 主控单元单片机的选择 11 3.4 直流电机驱动芯片的选择 11 3.5 本章小结 12 4 电子节气门硬件电路的设计 13 4.1 单片机控制电路的设计 13 4.2 直流电机驱动电路的设计 14 4.3 电子节气门体接口电路的设计 15 4.4 本章小结 15 5 电子节气门软件的设计 15 5.1 控制系统总体程序流程 16 5.2 模数转换程序流程 17 5.3 PID控制算法子程序流程 18 5.4 PWM波产生程序流程 23 5.5 液晶显示程序流程 24 5.6 本章小结 25 6 实验结果及分析 25 6.1 实验系统 25 6.1.1 电子油门控制系统构成 25 6.1.2 实验测试工具 26 6.2 实验结果及分析 26 6.2.1 跟踪响应结果及分析 26 6.2.2 节气门开度响应结果及分析 30 6.2.3 电子节气门控制系统功耗分析 30 6.2.4 液晶显示精度 31 6.3 本章小结 31 7 总结与展望 31 7.1 全文工作总结 31 7.2 设想与展望 32 致谢 34 参考文献 35 附录 37 电子油门控制系统设计 学 生：张力 指导老师：万钧力 （三峡大学 电气与新能源学院） 摘 要：随着汽车产业的发展和电子控制技术的进步，电子节气门控制系统不断地发展，现今已成为先进的发动机管理系统中不可或缺的电子控制单元。节气门是汽车发动机的重要控制部分，为了提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性并减少排放污染，对这项先进技术的深入研究将是必然的趋势。 本论文分析了电子节气门的构造、工作原理及其工作中的非线性因素，并且设计了PID控制器，实现了对节气门的位置控制。设计的电子节气门控制系统以ATmega16作为主控单元、以BOSCH公司生产的DV-E5节气门为控制对象，选用Infineon公司生产的TLE6209R 芯片驱动直流电机，同时辅以lcd1602液晶显示目标值与跟踪值，实现良好的人机交互界面。系统软件部分主要包括A/D转换程序、PWM波产生程序、PID控制程序、定时器中断程序以及LCD显示驱动程序等。该系统完成了基于PID控制的油门开度响应实验，实现了基本的控制功能。控制系统较为稳定，节气门无明显抖动，PID控制的跟随效果较为理想，在进行方波跟踪时，滞后和超调不明显，响应时间在100ms左右。所设计的实验装置对开发