采用改进卡尔曼滤波器PID控制的液压可变气门运动轨迹

摘要

为了降低气门运动轨迹跟踪误差,提高气门落座的稳定性,采用液压可变阀驱动系统,并对气门运动轨迹跟踪效果进行仿真验证.创建了配气机构液压可变阀驱动系统,并介绍其工作原理.根据牛顿第二定律和热力学定律,推导出活塞运动位移方程式、排气阶段废气的温度和压力变化方程式.利用旋转阀控制液压缸的进油和出油,从而得出液压流量表达式.引用传统PID控制器,采用粒子群算法和卡尔曼滤波器对PID控制器进行改进,给出了气门升程在线控制系统的优化流程.采用Matlab软件对气门升程、气门速度和气门加速度跟踪误差进行仿真,并且与传统PID控制跟踪误差进行对比.结果显示:采用传统PID控制系统,气门升程、气门速度和气门加速度跟踪误差较大;而采用改进PID控制系统,气门升程、气门速度和气门加速度跟踪误差较小.采用液压可变阀驱动系统,气门升程运动轨迹跟踪精度较高,从而提高了气门落座的稳定性.