冯 镇，肖寿高，焦 磊，程 龙

（长安大学 汽车学院，陕西 西安710064）

0 引 言

由于日益凸显的能源枯竭与环境污染问题，内燃机汽车的发展面临着严峻的挑战，汽车生产厂商迫切需要改进汽车的生产技术以提高汽车的经济性，动力性和排放性。电子节气门作为汽车发动机的关键零部件，其控制结果直接影响到汽车的动力性、排放性及经济性。由于电子节气门系统存在时变、非线性及扰动等影响因素，很难对其实施精确的控制，因此研究电子节气门合适的控制策略是十分必要的。文章根据数学模型建立仿真模型，得出仿真结果，在一定程度上缩短了电子节气门控制系统的开发时间，降低了开发成本。

1 ETC的结构和工作原理

以BOSCH公司生产的DV—E5型电子节气门作为研究对象，其结构主要由驱动系统、节气门传感系统和阀体、节气门阀片及附件系统3部分组成。其中驱动系统包括直流驱动电机、减速齿轮组和复位弹簧。

电子节气门结构简图见图1，其基本工作原理：ETC的直流驱动电机通过轴端驱动齿轮Z1、减速齿轮Z2和Z3，带动从动齿轮Z4克服复位弹簧的扭转作用力和摩擦副的摩擦力，使节气门轴转动，实现节气门的开闭，同时安装在从动齿轮Z4端上的节气门位置传感器随节气门轴一起转动，测得的开度信号反馈给ETC控制器。

图1 电子节气门结构

2 电子节气门系统数学模型及非线性分析

2.1 ETC数学建模

由牛顿定律可得电机力矩平衡方程式

以电机电枢电压u（t）信号或……