电子油门是发动机管理系统的重要组成部分,通过改变进入发动机的空气流量,以提高动力性能和改善排放性能。传统的机械油门虽然响应快,但是无法实现节气门开度的最优控制,同时在安全驾驶及尾气排放指标上很难满足当今社会的要求。与此同时,线控理论的提出推动电子控制技术在汽车系统中的应用。电子油门系统是较早应用于汽车中的电控系统之一,能够有效地改善汽车的驾驶性能,同时能够实现对节气门开度的精确控制,有利于减少污染气体的排放和燃油消耗。本文选取了博世GF30节气门为研究对象,对电子油门系统的结构组成以及工作原理进行详细分析。对电子油门系统中产生的非线性因素:摩擦扭矩、复位弹簧、齿轮间隙以及进气扰动等进行深入研究。基于机理分析法,建立电子油门非线性数学模型。同时完成电子油门系统中各参数测量(电机参数,弹簧刚度等)以及传感器(节气门传感器和油门踏板位置传感器)的标定工作。针对电子油门系统的非线性问题,分析了运用于电子油门系统上的现代控制策略,最后选择PID控制和滑模控制进行对比仿真研究。利用Matlab/Simulink分别搭建电子节气门PID和滑模仿真模型。阶跃信号的仿真结果表明,无论采用PID还是滑模控制,电子油门系统的超调量均为零。但是滑模控制相对于PID控制上升时间和到达稳定时间更短。从正弦和方波跟随效果可以看出,滑模控制的跟随效果也优于PID控制。利用电子油门仿真实验平台进行硬件在环仿真实验,验证建立电子油门系统非线性数学模型的有效性与准确性,电子油门仿真实验平台采用飞思卡尔MC9S12单片机作为主芯片的开发板,利用Matlab/Simulink搭建电子油门系统滑模控制硬件在环仿真模型。硬件在环仿真结果表明,采用滑模控制器时,系统不存在超调,响应速度快。上升时间和稳定时间与模型仿真结果基本一致。滑模控制能够很好的抑制电子油门系统的非线性因素,同时满足电子油门快速且精确控制的要求。但是在硬件在环仿真中,电子油门系统容易出现抖动。