[發明專利]電磁閥壓力的閉環控制方法及其控制器設計方法

有效

• 申請號: 202110299816.9
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113063024B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 樓狄明;高驥;房亮;張允華
• 申請（專利權）人: 南昌智能新能源汽車研究院
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00;F16K31/06;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.電磁閥壓力的閉環控制方法，其特征在于：步驟如下：

S1：獲取電磁閥的設定壓力；

S2：用設定壓力減去實際壓力得到電磁閥壓力的控制偏差；

S3：根據電磁閥壓力的控制偏差，計算電磁閥的初始控制壓力u₀；

S4：再用u₀減去線性擴張觀測器LESO估計的干擾壓力，得到修正后的控制壓力u；

S5：根據電磁閥壓力電流(p-I)特性曲線和修正后的控制壓力計算電磁閥目標電流；

S6：壓力傳感器采集電磁閥實際壓力；

S7：線性擴張觀測器LESO根據電磁閥實際壓力和修正后的控制壓力計算干擾壓力；

S8：完成一個控制循環；

對于一個被控對象的主導線性部分為二階的系統，閉環控制系統可以通過方程(1)來表示：

其中u為輸入，y為輸出，為y的一階導數，為y的二階導數，a和b為被控對象的特征參數，d為外部干擾；

方程(1)可以改寫成為方程(2)，

其中，f視為內部和外部的總體干擾；對被控對象的特征參數b有一定的先驗信息，b₀是b的估計值；

u₀＝k_p(r-z₁)-k_dz₂ (4)

式中，r是控制目標值，z₁是線性擴張觀測器的第一輸出量，z₂是線性擴張觀測器的第二輸出量，u₀是中間控制量，k_p和k_d分別是控制器的比例增益和微分增益；

z₃是線性擴張觀測器的第三輸出量，u是最終控制量；

對于該系統，如果控制量采用式子(4)-(5)的計算方法，則閉環系統的閉環傳遞函數如方程(6)所示；

G_cl是閉環系統的傳遞函數；

k_d＝2ξw_c (7)

w_c是期望的閉環系統的自然頻率，ξ是阻尼系數；

線性擴張觀測器LESO的設計方法如下，特征方程(9)所示，其中，β₁，β₂和β₃是線性擴張觀測器LESO的增益；

λ(s)＝s³+β₁s²+β₂s+β₃＝(s+ω₀)³ (9)

β₁＝3ω₀，β₂＝3ω²₀，β₃＝ω³₀ (10)

λ是線性擴張觀測器的特征多項式，β₁，β₂和β₃是特征多項式的系數，ω₀是特征多項式的根，s表示拉普拉斯變換的復變量；所以ω₀是唯一需要確定的參數。

2.用于權利要求1所述的電磁閥壓力的閉環控制方法的控制器設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步，通過基礎試驗獲取不同油溫下電磁閥穩態特性和動態特性的信息，測出不同油溫下對應的b₀，b₀是系統特征參數b的估計值；

第二步，測試電磁閥的壓力動態響應；

第三步，根據試驗結果擬合出動態響應中占主導地位的線性傳遞函數。