CN104481707B - 电子节气门的末端控制时点预测方法及电子节气门系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子节气门的控制技术领域，具体涉及一种电子节气门的末端控制时点预测方法及电子节气门系统，本发明根据当前阀门位置、阀门转动速度、预设的PID参数以及阀门运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一，从而实现对控制时点更佳地检测效果，在发生超调前就给出判定结果。在此结果上，控制模块再精确计算出当前和后续若干个控制时点的输出占空比、达到控制力矩输出的目的，确保经该若干控制时点的修正后，阀门可以到达目标位置附近并且速度和受力为零，最终避免或者大幅度减小超调量，并提高响应速度，同时提高电子节气门的使用寿命。

Description

电子节气门的末端控制时点预测方法及电子节气门系统

技术领域

本发明涉及机械控制领域，具体涉及对电子节气门的控制领域，更进一步，尤其是一种电子节气门的末端控制时点预测方法及电子节气门系统。

背景技术

车用节气门按照控制方式不同可以划分为机械式拉线节气门和电子节气门两种，近年来后者已经逐步替代前者被广泛应用。

电子节气门作为车辆上的重要部件，其可根据驾驶人员的需求进行精确的调整，并可设置多种控制功能来改善驾驶安全性和舒适性，如图3所示，电子节气门一般由控制单元50、驱动电机45、传动齿轮48、回位弹簧44、阀门41、位置传感器47构成，电子节气门中具有最高机械位置停止点42以及最低机械位置停止点43。控制单元50在接收到目标位置信号46后通过PID控制单元49控制驱动电机45完成动作。

但由于电子节气门是一个存在非线性时变阻尼特性的系统，现在是采用PID控制对其阀门位置、速度等方面进行控制，其动作受到驱动电机特性曲线，传动部件摩擦阻尼，回位弹簧弹力，电机转子及阀体的转动惯量等多种因素影响；对其动作的控制一般通过综合阀门位置(POS)，距离目标位置偏差(Δ)，阀门运动速度(V)等因素的多组PID参数

PID＝PID(POS,Δ,ω)，其中，

Δ＝POS_Aim-POS_Now

进行联合控制来实现，为了提高响应速度和定位精度，也可能同时需要用于控制弹簧及摩擦的前馈单元，惯性迟滞单元，及模糊控制等单元。

申请号为200710163863.0、授权公告日为2010年10月6号、专利名称为“一种发动机电子节气门的控制方法”就公开了如下的技术方案：所述控制方法包括检测电子节气门的起始开度或当前开度；当电子节气门的起始开度或当前开度与目标开度的差值的绝对值大于X时，采用基本方法控制PWM信号的占空比从而控制打开或关闭电子节气门的开度变化率；当电子节气门的起始开度或当前开度与目标开度的差值的绝对值小于或等于X时，采用PID方法控制PWM信号的占空比从而控制打开或关闭电子节气门的开度变化率，其中X的范围是2°至6°。采用本发明所述的发动机电子节气门的控制方法，在所述差值较大时能够实现节气门碟片运行的快速和平稳，并且在所述差值较小时能够实现节气门碟片运行的准确和防止超调。

但即使采用了上述专利所公开的方法，阀门在向目标位置运动过程中依然可能发生超调现象，因为这一方法无法对节气门碟片位置进行监控和预测，也就无法准确地在超调发生前对碟片进行控制，尤其是考虑到参数整定不佳，以及产品制造存在公差等因素，超调现象会更加严重，在某些应用场合，这更是需要极力避免的。

因此，希望提供一种电子节气门末端控制时点预测方法及电子节气门系统来克服或者说至少减轻上述超调现象的发生。

发明内容

本发明目的在于提供一种电子节气门的末端控制时点预测方法及电子节气门系统，以克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种电子节气门的末端控制时点预测方法，电子节气门包括控制单元、驱动电机、传动齿轮、阀门、位置传感器，控制单元对驱动电机进行控制，驱动电机再通过传动齿轮带动阀门工作，所述位置传感器在阀门内用于监测电子节气门内阀门的位置，控制单元通过PID控制方法控制驱动电机的动作，在所述控制单元内设有末端控制时点预测模块，所述末端控制时点预测模块根据当前阀门位置、阀门转动速度、预设的PID参数以及阀门运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一。

如果能够判断出当前控制时点为最后的几个控制时点，也就能够预测其将到达最高或者最低机械位置停止点，那么就能够在超调发生前得到警示，更为有效地防止超调。

优选地，如设当前的阀门位置为第N控制时点，预测的后续的控制时点为第N+1控制时点，具体进行末端控制时点预测的步骤如下：

步骤一：可测的当前控制时点的占空比为Duty_N,Duty_N∈[-100,100],当前控制时点的速度为ω_N,以第N控制时点作为研究的时间0点，则ω(0)＝ω_N,第N+1控制时点的速度ω_N+1的简化计算式为ω_N+1＝ω_N+K·Duty_N，其中K为为一常数，P_MAX为末端控制时点位置，J为阀门内转子与被驱动部件的转动惯量和；(其实，K也可以通过对电子节气门的实验测得)

步骤二：测得的当前控制时点的位置为POS_N，第N+1个控制时点的位置POS_N+1通过T为相邻两控制时点间的间隔周期；

步骤三：根据预测计算出的第N+1个控制时点的速度与位置判断当前控制时点是否为超调前的末端控制时点，如是，则发出告警或者通过控制单元控制驱动电机的动作，否则，继续下一个周期的末端控制时点的预测。

优选地，步骤二中，当预测精度不高时，第N+1个控制时点的位置POS_N+1的简易计算公式为

优选地，所述预测方法在完成第N+1控制时点的步骤二的计算后，跳转到步骤一，开始预测后续控制时点的速度和位置，如此反复，实现对若干个控制时点的阀门位置和速度的预测，然后在步骤3中进行当前控制时点是否为末端控制时点的判断。

更进一步，步骤一中当占空比Duty_N与速度ω_N方向一致即阀门加速时，步骤一中当占空比Duty_N与速度ω_N方向相反即阀门减速时，ω_N+1＝ω_N-K·|Duty_N|·T。事实上，不管加速抑或减速时，只要控制周期内的阀门速度无明显变化，即，|ω_New-ω_Old|＝|Δω|＜＜|ω_New|，或者当前应用要求的预测精度不高时，均可近似认定控制周期内扭矩M_N和加速度α_N恒定而使用上述公式简化计算。取T为单位时间则得到前述步骤一的简化公式ω_N+1＝ω_N+K^*·Duty_N。

本发明还提供了一种电子节气门系统，电子节气门系统包括控制单元、驱动电机、传动齿轮、阀门、位置传感器，控制单元对驱动电机进行控制，驱动电机再通过传动齿轮带动阀门工作，所述位置传感器在阀门内用于监测电子节气门内阀门的位置，控制单元通过PID控制方法控制驱动电机的动作，电子节气门系统还包括末端控制时点预测模块与末端控制时点控制模块，所述末端控制时点预测模块根据当前阀门位置、阀门转动速度、预设的PID参数以及阀门运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一，根据预测模块所输出的判定结果所述末端控制时点控制模块精确计算出当前和后续若干个控制时点的力矩输出，确保经该若干控制时点的修正后，阀门可以到达目标位置附近并且速度和受力为零，进而最终避免或者大幅度减小超调量。

优选地，所述末端控制时点控制模块9在经过若干个控制时点输出指定的占空比Duty_N,Duty_N+1,...控制后，期望在随后的控制时点T_X时到达目标位置且速度为0，即建立以下方程组：

ω_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝0

POS_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝POS_Aim

最终，可解得未知数Duty_N,Duty_N+1…，Duty_N,Duty_N+1…即为所述末端控制时点控制模块的输出占空比，控制当前和后续若干个控制时点的力矩输出。

优选地，取X＝N+3，约束初始ω_N和POS_N在一定范围内，确保最终的解Duty_N,Duty_N+1,...∈[-100,100]。

优选地，在所述电子节气门系统中，还包括输出选择器，所述输出选择器与末端控制时点预测模块相连，在判定当前控制时点为超调前的末端控制时点后切换至末端控制时点控制模块的工作，否则切换至常规PID控制。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明针对电子节气门的超调现象，通过阀门的当前位置和速度，计算出后续多个控制时点的位置和速度，从而判断当前控制时点的状态，判断其是否为末端控制时点，从而实现对控制时点更佳地检测效果，在发生超调前就给出判定结果。在此结果上，控制模块再精确计算出当前和后续若干个控制时点的输出占空比、达到控制力矩输出的目的，确保经该若干控制时点的修正后，阀门可以到达目标位置附近并且速度和受力为零，最终避免或者大幅度减小超调量，并提高响应速度，同时提高电子节气门的使用寿命。

与传统的PID控制相比较，本发明能够检测电子节气门的阀门位置，并通过程式化计算准确计算出后续几个控制时点处阀门的位置和速度，从而达到事先防范的效果，而不单单只是如背景技术中对节气门状态进行实时检测再根据检测结果进行PID控制，这往往会存在滞后性，不能够有效防止超调，而本发明则是在超调现象发生前一个甚至多个控检测周期前就能够得到警示，或者再通过控制模块的不同输出控制输出力矩，末端控制时点控制模块的输出是基于预测模块的计算结果，因此其输出结合阀门的速度和位置进行控制使得节气门系统控制更为精确，而不单纯是常规的PID控制。综上，本发明能够达到对电子节气门阀门进行精确位置预测与精确控制的目的，能够大大提高电子节气门的工作效率及使用寿命。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例所述电子节气门系统的结构示意图；

图2为使用本发明前后电子节气门阀门定位曲线的对比图(本图使用三个末端控制点修正，即X＝N+3)；

图3为传统电子节气门系统的结构示意图；

附图标记：

1.阀门；2.最高机械位置停止点；3.最低机械位置停止点；4.回位弹簧；5.驱动直流电机；6.传动齿轮；7.位置传感器；8.目标位置信号；9.末端控制时点控制模块；10.末端控制时点预测模块；11.PID控制模块；12.输出选择器；

21.未使用本发明时的第N控制时点位置；22.未使用本发明时的第N+1控制时点位置；23.未使用本发明时的第N+2控制时点位置；24.未使用本发明时的超调开始位置；25.未使用本发明时的第N+3控制时点位置；26.使用本发明后的第N+1控制时点位置；27.使用本发明后的第N+2控制时点位置；28.使用本发明后的第N+3控制时点位置；29.使用本发明后的定位曲线；30.未使用本发明时的定位曲线；

41.阀门；42.最高机械位置停止点；43.最低机械位置停止点；44.回位弹簧；45.驱动直流电机；46.目标位置信号；47.位置传感器；48.传动齿轮；49.PID控制模块；50.控制单元。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

根据本发明一宽泛实施例的一种电子节气门的末端控制时点预测方法，如图1所示，本实施例所描述的电子节气门包括控制单元、驱动电机5、传动齿轮6、阀门1、位置传感器7、回位弹簧4，控制单元对驱动电机5进行控制，驱动电机5再通过传动齿轮6带动阀门1工作，所述位置传感器7在阀门1内用于监测电子节气门内阀门1的位置，电子节气门中同样是具有最高机械位置停止点2以及最低机械位置停止点3的。控制单元通过PID控制模块11控制驱动电机5的动作，在所述控制单元内设有末端控制时点预测模块10，所述末端控制时点预测模块10根据当前阀门1位置、阀门1转动速度、预设的PID参数、目标位置信号8以及阀门1运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门1位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一。

优选地，如设当前的阀门1位置为第N控制时点，预测的后续的控制时点为第N+1控制时点，具体进行末端控制时点预测的步骤如下：

步骤一：可测的当前控制时点的占空比为Duty_N,Duty_N∈[-100,100],当前控制时点的速度为ω_N,以第N控制时点作为研究的时间0点，则ω(0)＝ω_N,第N+1控制时点的速度ω_N+1的简化计算式为ω_N+1＝ω_N+K·Duty_N，其中K为为一常数，P_MAX为末端控制时点位置，J为阀门1内转子与被驱动部件的转动惯量和；(其实，K也可以通过对电子节气门的实验测得，根据节气门的运动规律，绘制不同占空比作用下，阀门1的运动速度曲线图，据此推算常数K)

根据转动定律，电机的输出扭矩M与当前速度ω存在下式关系(其中J为转子与被驱动部件的转动惯量和)，

假设第N控制时点的电机的占空比为Duty_N(本文中Duty为矢量，正方向与ω相同)，则此占空比在第N+1控制时点之前恒定，且输出功率为，

考虑加速时的运动规律(占空比Duty_N与速度ω_N方向一致时)，有以下功率公式成立，

P_N＝M·ω

得到以下常微分方程及其通解，

(为常数，可以实验测定，其中J为转子与被驱动部件的转动惯量和)

假设第N控制时点时的速度为ω_N，以第N控制时点作为研究的时间0点，则，

ω(0)＝ω_N

假设控制周期为T，则可解得微分方程的特解，及第N+1控制时点的速度ω_N+1(±可以根据实际运动方向选取)，

ω(t)²-2K·|Duty_N|·t＝ω_N ²

下面考虑减速时的运动规律(占空比Duty_N与速度ω_N方向相反时)。因为此时电机扭矩与速度方向相反，所以此时阻力扭矩M_N和反加速度α_N恒定(控制周期内减速造成运动方向变化的情况也可近似如此认定)，其中第N控制周期内的扭矩恒为，

相应反加速度恒为，

(也就是K为常数)第N+1控制时点的速度为，

ω(t)＝ω_N+α_N·t＝ω_N-K·|Duty_N|·t

ω_N+1＝ω_N-K·|Duty_N|·T

事实上，不管加速抑或减速时，只要控制周期内的阀门1速度无明显变化，即，

|ω_New-ω_Old|＝|Δω|＜＜|ω_New|

或者当前应用要求的预测精度不高时，均可近似认定控制周期内扭矩M_N和加速度α_N恒定而使用上述公式简化计算。取T为单位时间则ω_N+1＝ω_N+K·Duty_N，得出上述第N+1控制时点的速度的简化计算公式。

步骤二：测得的当前控制时点的位置为POS_N，第N+1个控制时点的位置POS_N+1通过T为相邻两控制时点间的间隔周期。

预测精度不高时，可以近似认定为，

取T为单位时间则得出其简易计算公式。

步骤三：根据预测计算出的第N+1个控制时点的速度与位置判断当前控制时点是否为超调前的末端控制时点，如是，则发出告警或者通过控制单元控制驱动电机5的动作，否则，继续下一个周期的末端控制时点的预测。

如果不需要继续预测后续控制时点的位置和速度，则前述算法结束；否则跳转到步骤1，预测后续控制时点的速度和位置，也就是说，所述预测方法在完成第N+1控制时点的步骤二的计算后，跳转到步骤一，开始预测后续控制时点的速度和位置，如此反复，实现对若干个控制时点的阀门1位置和速度的预测，然后在步骤3中进行当前控制时点是否为末端控制时点的判断。

另外，预测第N+1控制时点的输出占空比Duty_N+1。依据预设的PID参数标定表，查表可得第N+1控制时点的占空比输出Duty_N+1，Duty_N+1＝PID(POS_N+1,Δ_N+1,ω_N+1)＝PID(POS_N+1,POS_Aim-POS_N+1,ω_N+1)。

本发明实施例还提供了一种电子节气门系统，电子节气门系统包括控制单元、驱动电机5、传动齿轮6、阀门1、位置传感器7、回位弹簧4，控制单元对驱动电机5进行控制，驱动电机5再通过传动齿轮6带动阀门1工作，所述位置传感器7在阀门1内用于监测电子节气门内阀门1的位置，电子节气门中同样是具有最高机械位置停止点2以及最低机械位置停止点3的。控制单元通过PID控制模块11控制驱动电机5的动作，在所述控制单元内设有末端控制时点预测模块10，所述末端控制时点预测模块10根据当前阀门1位置、阀门1转动速度、预设的PID参数、目标位置信号8以及阀门1运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门1位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一。根据预测模块10所输出的判定结果所述末端控制时点控制模块9精确计算出当前和后续若干个控制时点的力矩输出，确保经该若干控制时点的修正后，阀门1可以到达目标位置附近并且速度和受力为零，进而最终避免或者大幅度减小超调量。

优选地，所述末端控制时点控制模块9在经过若干个控制时点输出指定的占空比Duty_N,Duty_N+1,...控制后，期望在随后的控制时点T_X时到达目标位置且速度为0，即建立以下方程组：

ω_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝0

POS_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝POS_Aim

最终，可解得未知数Duty_N,Duty_N+1…，Duty_N,Duty_N+1…即为所述末端控制时点控制模块9的输出占空比，控制当前和后续若干个控制时点的力矩输出。

方程组中包含2个方程式，所以一般取X＝N+2,则可解得未知数Duty_N,Duty_N+1。

考虑到实际中要求Duty_N,Duty_N+1,...∈[-100,100]，初始条件ω_N,POS_N过大可能会造成方程组在以上区域无解。这种情况下，需要在第N控制时点前，增加一个控制时点(也就是说取X＝N+3，本实施例就是这样)，约束初始ω_N和POS_N在一定范围内，确保最终的解Duty_N,Duty_N+1,...∈[-100,100]。

优选地，在所述电子节气门系统中，还包括输出选择器12，所述输出选择器12与末端控制时点预测模块10相连，在判定当前控制时点为超调前的末端控制时点后切换至末端控制时点控制模块9的工作，否则切换至常规PID控制模块进行工作。

本实施例中，以连续3个控制时点的预测为例，末端控制时点控制模块9则取当前控制时点和后续两个控制时点的输出为例，使用本发明前后电子节气门阀门1定位曲线的对比图如图2所示，具体实施末端控制时点预测及控制的步骤如下：

步骤1.推算常数K，

根据节气门的运动规律，绘制不同占空比作用下，阀门1的运动速度曲线图，据此推算常数K^*。

步骤2.进行末端控制时点预测，

在阀门1重新定位过程中的每个控制时点(T₁,T₂,...,T_N-1,T_N,...)，对后续的3个控制时点(取X＝N+3)的位置及速度进行预测。在T_N控制时点，预测到经过3个控制周期后(即T_N,T_N+1,T_N+2)阀门1将在24处超调。

步骤3.约束占空比Duty_N设定，

在21处的T_N控制时点输出特定的占空比Duty_N，约束T_N+1控制时点的速度及位置。

输出与当前速度反向的占空比，使当前速度趋近于零，即，

ω_N+1＝ω_N+K^*·Duty_N＝0

步骤3.控制占空比Duty_N+1及Duty_N+2设定。

求解以下方程，

ω_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝0

POS_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝POS_Aim

这里X＝N+3，所以有，

ω_N+3＝ω_N+2+K^*·Duty_N+2

＝ω_N+1+K^*·Duty_N+1+K^*·Duty_N+2

＝0

记则可以得到，

经T_N+1(26处)及T_N+2(27处)两次控制后，阀门1将于28处以最小超调量到达目标位置。如此实现本发明实施例对于阀门1位置的控制。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电子节气门的末端控制时点预测方法，电子节气门包括控制单元、驱动电机、传动齿轮、阀门、位置传感器，控制单元对驱动电机进行控制，驱动电机再通过传动齿轮带动阀门工作，所述位置传感器在阀门内用于监测电子节气门内阀门的位置，其特征在于，控制单元通过PID控制方法控制驱动电机的动作，在所述控制单元内设有末端控制时点预测模块，所述末端控制时点预测模块根据当前阀门位置、阀门转动速度、预设的PID参数以及阀门运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一；

设当前的阀门位置为第N控制时点，预测的后续的控制时点为第N+1控制时点，具体进行末端控制时点预测的步骤如下：

步骤一：可测的当前控制时点的占空比为Duty_N,Duty_N∈[-100,100],当前控制时点的速度为ω_N,以第N控制时点作为研究的时间0点，则ω(0)＝ω_N,第N+1控制时点的速度ω_N+1的简化计算式为ω_N+1＝ω_N+K*Duty_N，其中K为为一常数，P_MAX为末端控制时点位置，J为阀门内转子与被驱动部件的转动惯量和；

步骤二：测得的当前控制时点的位置为POS_N，第N+1个控制时点的位置POS_N+1通过T为相邻两控制时点间的间隔周期；

步骤三：根据预测计算出的第N+1个控制时点的速度与位置判断当前控制时点是否为超调前的末端控制时点，如是，则发出告警或者通过控制单元控制驱动电机的动作，否则，继续下一个周期的末端控制时点的预测。

2.根据权利要求1所述的电子节气门的末端控制时点预测方法，其特征在于，步骤二中，当预测精度不高时，第N+1个控制时点的位置POS_N+1的简易计算公式为

3.根据权利要求2所述的电子节气门的末端控制时点预测方法，其特征在于，所述预测方法在完成第N+1控制时点的步骤二的计算后，跳转到步骤一，开始预测后续控制时点的速度和位置，如此反复，实现对若干个控制时点的阀门位置和速度的预测，然后在步骤3中进行当前控制时点是否为末端控制时点的判断。

4.根据权利要求1所述的电子节气门的末端控制时点预测方法，其特征在于，所述步骤一中，当占空比Duty_N与速度ω_N方向一致即阀门加速时，

5.根据权利要求1所述的电子节气门的末端控制时点预测方法，其特征在于，所述步骤一中，当占空比Duty_N与速度ω_N方向相反即阀门减速时，ω_N+1＝ω_N-K·|Duty_N|·T。

6.一种电子节气门系统，电子节气门系统包括控制单元、驱动电机、传动齿轮、阀门、位置传感器，控制单元对驱动电机进行控制，驱动电机再通过传动齿轮带动阀门工作，所述位置传感器在阀门内用于监测电子节气门内阀门的位置，控制单元通过PID控制方法控制驱动电机的动作，其特征在于，电子节气门系统还包括末端控制时点预测模块与末端控制时点控制模块，所述末端控制时点预测模块根据当前阀门位置、阀门转动速度、预设的PID参数以及阀门运动规律，预测后续的若干个控制时点的阀门位置和速度，从而判定当前控制时点是否为超调前的最末几个控制时点之一，根据预测模块所输出的判定结果所述末端控制时点控制模块精确计算出当前和后续若干个控制时点的力矩输出，确保经该若干控制时点的修正后，阀门可以到达目标位置附近并且速度和受力为零。

7.根据权利要求6所述的电子节气门系统，其特征在于，所述末端控制时点控制模块在经过若干个控制时点输出指定的占空比Duty_N,Duty_N+1,...控制后，期望在随后的控制时点T_X时到达目标位置且速度为0，即建立以下方程组：

ω_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝0

POS_X(Duty_N,Duty_N+1,...)＝POS_Aim

其中，POS_Aim为目标控制时点的位置，x指代的是第x个控制时点；

最终，可解得未知数Duty_N,Duty_N+1…，Duty_N,Duty_N+1…即为所述末端控制时点控制模块的输出占空比，控制当前和后续若干个控制时点的力矩输出。

8.根据权利要求7所述的电子节气门系统，其特征在于，取X＝N+3，约束初始ω_N和POS_N在一定范围内，确保最终的解Duty_N,Duty_N+1,...∈[-100,100]。

9.根据权利要求6所述的电子节气门系统，其特征在于，在所述电子节气门的系统中，还包括输出选择器，所述输出选择器与末端控制时点预测模块相连，在判定当前控制时点为超调前的末端控制时点后切换至末端控制时点控制模块的工作，否则切换至常规PID控制。