用于电控发动机怠速控制的模糊逻辑芯片研制
发布时间：2024-03-01 00:40
模糊理论自 1965 年由美国自动控制专家 L.A.Zadeh 首次提出以来,在短短的四十年得到了迅速发展,并已在多个领域得到了广泛应用,尤其是在过程控制方面取得了巨大成功。模糊控制不依赖于被控系统的精确数学模型,而是基于人们对对象进行操作时的经验和知识的基础上,总结出一套控制规律,来实施过程控制。发动机怠速工作过程具有明显的非线性、时变性和不确定性,很难建立精确的数学模型,而模糊控制正适用于这样的控制场合。目前,对发动机怠速控制大多采用开环控制方法,即从输入到输出的单向控制,它不能修正由扰动引起的偏差,控制效果不理想。另外怠速过程又与发动机的燃油消耗和有害物质排放有重要关系,因此怠速控制已成为发动机控制研究中的一项重要内容。 本论文首先提出了一种适用于电控发动机怠速控制并且适合硬件实现的模糊控制算法,它基于 0 阶 T-S 模糊模型,提取有效规则进行处理,简化的去模糊操作不需要除法运算,知识库存储器中只存储后件常量,而前件隶属度通过运算得到。利用 MATLAB 的 Simulink 环境建立了发动机转速闭环控制系统,用多种建模方式对该算法进行了仿真,并与其他控制方法的控制效果进行了比...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 模糊逻辑概念
1.2 模糊控制理论
1.2.1 模糊控制理论的发展与应用
1.2.2 模糊控制器基本结构
1.2.3 模糊控制器设计方法概述
1.2.3.1 确定模糊控制器的输入输出变量
1.2.3.2 确立模糊量与清晰量相互转换的方法
1.2.3.3 制定规则库
1.2.3.4 设计模糊控制算法
1.3 课题背景及意义
1.3.1 现代汽车电子控制技术
1.3.2 电控发动机怠速控制的意义
1.3.3 模糊控制技术的硬件实现与应用
1.4 本论文主要工作
第2章 电控发动机怠速控制
2.1 发动机怠速稳定性分析
2.1.1 发动机怠速工况
2.1.2 怠速调整策略
2.2 电控发动机怠速控制系统
2.2.1 发动机电子控制单元
2.2.2 怠速控制系统组成
2.2.3 几种控制方式的比较
2.3 模糊控制芯片实现怠速控制
2.4 本章小结
第3章 模糊控制器算法设计及MATLAB 仿真实验
3.1 怠速模糊控制器算法
3.1.1 硬件电路形式的选择
3.1.2 算法总体设计
3.1.3 0 阶T-S 模糊控制器结构
3.2 VLSI 系统行为级设计
3.2.1 电路总体结构
3.2.2 模块功能定义
3.2.2.1 预处理
3.2.2.2 模糊化
3.2.2.3 有效规则提取与后件存储器
3.2.2.4 模糊与及合成操作
3.2.2.5 去模糊
3.2.3 系统高层次综合设计
3.2.3.1 数据通道设计
3.2.3.2 控制单元设计
3.3 基于MATLAB/SIMULINK 的仿真系统
3.3.1 发动机转速闭环控制系统模型
3.3.2 模糊推理系统的多种建模方式
3.3.2.1 模糊工具箱
3.3.2.2 C MEX S-函数
3.3.2.3 Active HDL 与Simulink 的接口
3.3.3 实验结果对比与分析
3.4 本章小结
第4章 模糊控制器的FPGA 实现及实车试验
4.1 FPGA 设计实现
4.1.1 HDL 源代码设计输入
4.1.2 逻辑综合与布局布线
4.1.3 设计验证
4.1.4 器件配置
4.2 实车试验系统的硬件设计
4.2.1 发动机实时转速的测量
4.2.2 PCB 板设计
4.3 FPGA 实车试验
4.4 本章小结
第5章 模糊逻辑芯片的ASIC 设计
5.1 标准单元ASIC 设计流程
5.1.1 逻辑综合
5.1.2 版图生成及验证
5.2 低功耗设计
5.3 本章小结
第6 章 结论
参考文献
致谢与声明
附录A FPGA 与PROM 管脚分配
附录B 怠速控制试验系统PCB 电路原理图
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3915177
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 模糊逻辑概念
1.2 模糊控制理论
1.2.1 模糊控制理论的发展与应用
1.2.2 模糊控制器基本结构
1.2.3 模糊控制器设计方法概述
1.2.3.1 确定模糊控制器的输入输出变量
1.2.3.2 确立模糊量与清晰量相互转换的方法
1.2.3.3 制定规则库
1.2.3.4 设计模糊控制算法
1.3 课题背景及意义
1.3.1 现代汽车电子控制技术
1.3.2 电控发动机怠速控制的意义
1.3.3 模糊控制技术的硬件实现与应用
1.4 本论文主要工作
第2章 电控发动机怠速控制
2.1 发动机怠速稳定性分析
2.1.1 发动机怠速工况
2.1.2 怠速调整策略
2.2 电控发动机怠速控制系统
2.2.1 发动机电子控制单元
2.2.2 怠速控制系统组成
2.2.3 几种控制方式的比较
2.3 模糊控制芯片实现怠速控制
2.4 本章小结
第3章 模糊控制器算法设计及MATLAB 仿真实验
3.1 怠速模糊控制器算法
3.1.1 硬件电路形式的选择
3.1.2 算法总体设计
3.1.3 0 阶T-S 模糊控制器结构
3.2 VLSI 系统行为级设计
3.2.1 电路总体结构
3.2.2 模块功能定义
3.2.2.1 预处理
3.2.2.2 模糊化
3.2.2.3 有效规则提取与后件存储器
3.2.2.4 模糊与及合成操作
3.2.2.5 去模糊
3.2.3 系统高层次综合设计
3.2.3.1 数据通道设计
3.2.3.2 控制单元设计
3.3 基于MATLAB/SIMULINK 的仿真系统
3.3.1 发动机转速闭环控制系统模型
3.3.2 模糊推理系统的多种建模方式
3.3.2.1 模糊工具箱
3.3.2.2 C MEX S-函数
3.3.2.3 Active HDL 与Simulink 的接口
3.3.3 实验结果对比与分析
3.4 本章小结
第4章 模糊控制器的FPGA 实现及实车试验
4.1 FPGA 设计实现
4.1.1 HDL 源代码设计输入
4.1.2 逻辑综合与布局布线
4.1.3 设计验证
4.1.4 器件配置
4.2 实车试验系统的硬件设计
4.2.1 发动机实时转速的测量
4.2.2 PCB 板设计
4.3 FPGA 实车试验
4.4 本章小结
第5章 模糊逻辑芯片的ASIC 设计
5.1 标准单元ASIC 设计流程
5.1.1 逻辑综合
5.1.2 版图生成及验证
5.2 低功耗设计
5.3 本章小结
第6 章 结论
参考文献
致谢与声明
附录A FPGA 与PROM 管脚分配
附录B 怠速控制试验系统PCB 电路原理图
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3915177
本文链接：https://www.wllwen.com/shekelunwen/ljx/3915177.html