1. 介绍
传统节气门与加速踏板通过拉杆连接，节气门的开度完全由司机通过加速踏板控制。这种机械控制只能使发动机完全按照驾驶员的操作意图工作，不能保证发动机的工作状态与汽车的运行状态最佳匹配。电子节气门控制系统可根据加速踏板位移、路况、车辆状况等信息发出指令，最大限度地控制节气门开度，最大限度地提高发动机空燃比，提高车辆动力和经济性，对减少废气排放和保护环境也具有重要意义。
下图： 电子节气门原理图
2. 电子节气门控制系统的组成及工作原理
电子节气门控制系统主要由电子节气门控制MCU、油门踏板位置由传感器、电子节气门体、驱动电路和电源五部分组成。其工作原理是：驾驶员操作油门踏板，油门踏板位置传感器产生相应的电压信号，即节气门开启参考信号，控制单元采样输入模拟信号，然后控制单元根据车辆情况综合分析计算预期节气门开启值，并向驱动电机输出相应的控制信号，在驱动电机下，节气门阀片达到预期位置。在整个控制过程中，节气门位置传感器将节气门开度信号反馈给控制单元，控制单元将获得的开度信号与目标值进行比较和校正，直到实际节气门开度值达到与预期节气门开度值相对应的位置
3. 控制电路硬件设计
在电子节气门控制系统中，节气门由直流电机驱动，达到目标开度。因此，直流电机的控制直接影响节气门开度的精度。通常，直流电机是由PWM此外，电子节气门控制系统采用闭环控制，油门踏板给出目标开度，节气门位置传感器反馈实际开度，给出的信号均为模拟电压信号，因此，控制器必须能够将模拟信号转换为数字信号。本文选些功能，本文选择了单片机ATMEG16作为主控芯片，并使用TLE6209R开发电子节气门控制系统硬件电路作为电机驱动芯片。本文选些功能，本文选择了单片机ATMEG16作为主控芯片，并使用TLE6209R芯片作为电机驱动芯片，开发了电子节气门控制系统的硬件电路。控制电路包括：信号采集、压力稳定、直流电机驱动、串行通信等。油门踏板传感器和节气门位置传感器分别给出油门踏板位置和节气门开度信号。模拟信号通过单片机中的模数传感器转换为数字信号。通过比较两个信号，给出控制电机转向的信号，并调用控制算法计算适当的空比PWM信号，然后通过直流电机驱动电路驱动电机，使节气门达到目标开度。本实验用手柄电位器模拟代替踏板位置传感器；PA1即ADC1连接节气门位置传感器反馈的信号TPS1;PD5用于可调输出占空比PWM,与驱动芯片TLE6209R的PWM端口相连；PB0与驱动芯片TLE6209R的DIR端口连接，发出方向控制信号，控制节气阀阀片的正反转。图1为单片机最小电路图，图2为驱动电机电路连接图。
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本实验建立了上位机界面，以显示结果。Modbus因此，单片机的通信程序也必须符合协议Modbus协议可与上位机通信，串口通信连接电路图如图3所示。
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4.软件设计
由于电子节气门具有非线性、时变性等特点，本文采用非线性PID控制策略根据系统阶跃响应曲线自动调节非线性PID参数。
比例参数：
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由于非线性PID控制器参数可以随误差而变化，只要采用适当的参数，控制系统就可以快速响应，超小。软件框图如图4所示。
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