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1、汽车技术·AutomobileTechnology基于拉盖尔函数的电子节气门模型预测控制研究*11,21秦洋洋吴光强郭晓晓（1.同济大学，上海201804；2.东京大学，生产技术研究所，东京153-8505）【摘要】建立面向电子节气门控制器设计的线性模型，并在模型预测控制框架下设计了包含状态变化和控制量变化的增广状态空间模型。在满足电子节气门的系统约束条件下，利用拉盖尔函数特性，对控制量进行拉盖尔多项式近似转化，从而消除控制时域，降低算法复杂性。仿真试验表明，基于拉盖尔多项式的模型预测控制方法能够实现电子节气门的跟踪控制，并降低系统计
2、算量。主题词:拉盖尔函数电子节气门模型预测+中图分类号:U464.112文献标识码:A文章编号:1000-3703（2017）01-0033-05ModelPredictiveControlStudyofElectronicThrottleBasedonLaguerreFunctionsQinYangyang1,WuGuangqiang1,2,GuoXiaoxiao1（1.TongjiUniversity,Shanghai201804;2.InstituteofIndustrialScience,theUniversityofToky
3、o,Tokyo153-8505）【Abstract】Tomeettheneedsoffollowingcontrolofelectronicthrottleandimprovetheefficiencyofcontrolalgorithms,alinearmodelfacingcontrollerdesignhasbeenbuilt,meanwhileanaugmentedstatespacemodelincludingchangesofstateandcontrolledvaluesonthebasisofmodelpredicti
4、vecontrolhasalsobeendesigned.Ontherestrictionsofelectronicthrottle,controlledvariablehasbeenapproximatelyconvertedusingthecharacteristicofLaguerrefunctions,whichcaneliminatecontrolhorizonandreducecomplexityofcontrolalgorithms.Besides,anoptimalcontrolsequenceusingmodelpr
5、edictivecontrolbasedonLaguerrefunctionswascreated,whichinthiswaycannotonlyguaranteethedynamicperformanceoffollowingcontrol,butalsoreducetheamountofcalculation.ThesimulationshowedthattheapproachofmodelpredictivecontrolusingLaguerrefunctionscanbetterfulfillthefollowingcon
6、trolofelectronicthrottleandatthesametimethecalculationamountofthewholesystemhasbeendecreased.Keywords:Laguerrefunctions,Electronicthrottle,Modelpredictivecontrol[4~5][6~7][8]1前言模控制、反步法控制、输出反馈控制、时间最优控[9]制等。由于排放法规的日益严格和人们对车辆舒适电子节气门是汽车发动机的重要控制部件，其控制性、动力性的期望越来越高，因此进一步研究提高电子
7、系统基本目标是节气门开度能够快速精确且超调尽可节气门控制性能的控制方法是很有必要的。能小地到达期望目标位置，节气门开度的精确控制可以本文针对电子节气门的控制要求，建立面向模型预提高燃油经济性，减少排放，迅速的系统响应，可获得满测控制设计的电子节气门线性离散模型，针对传统模型意的操控性能。因此，节气门的控制对汽车的行驶安全预测控制系统在线求解精度与速度矛盾问题，采用拉盖性、动力性、平稳性及经济性具有重要影响。尔函数近似控制信号以降低在线优化复杂度。电子节气门通过传感器、控制器和驱动装置实现加2预测模型设计速踏板和节气门之间的连接，替代了
8、传统的机械式连接。为了满足节气门的控制要求，文献中提出了许多控2.1电子节气门系统模型[1][2~3]制方法，主要包括模糊PID控制、神经网络控制、滑模型预测控制是基于模型的控制算法，因此需要建*基金项目：上海汽车工业科
