基于MPC-DRPID的电子节气门控制

作     者：张振东 孟威 徐浦 毕珂珂 ZHANG Zhendong;MENG Wei;XU Pu;BI Keke

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海200093 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2023年第30卷第6期

页      面：961-968,989页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51275309) 

主　　题：电子节气门 自抗扰 复合控制 模型预测控制 

摘      要：为了提高汽车发动机中电子节气门控制系统的动态性能和抗扰能力,根据电子节气门的机械结构建立非线性模型,针对节气门的非线性特性,设计跛行角补偿器进行补偿。同时,提出了一种串级结构的模型预测控制-抗扰PID(modelpredictivecontrol-disturbance rejection PID,MPC-DRPID)复合控制器。内环采用具备主动抗扰能力的DRPID控制器,该控制器可实时补偿总扰动,将系统补偿为具有理想动态响应特性的期望模型;外环将DRPID与节气门视为广义对象,采用输入扰动模型的无偏模型预测控制来优化内环的控制性能,同时提升系统的抗扰性能。该复合控制方案不需要复杂的模型信息,可在模型存在不确定性和不定扰动的情况下具有良好的伺服性和鲁棒性,且该复合控制方案不易发生模型失配,内环控制器参数整定简便,符合工程实际。仿真和实测均表明了该方案的优越性。