[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

本發明提供了電磁閥壓力的閉環控制方法，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；還公開了用于電磁閥壓力的閉環控制方法的控制器的設計方法，實現了離合器電磁閥的自適應控制，降低了控制器參數整定的難度。

技術領域

本發明屬于電磁閥壓力控制技術領域，尤其涉及電磁閥壓力的閉環控制方法及其控制器設計方法。

背景技術

電磁閥的動態響應過程既包含了壓力-電流(PI)滯環等穩態非線性環節，又包含了遲滯等動態非線性過程，這就需要對電磁閥的壓力進行閉環控制。此外，無論是線性還是非線性特性均和工況有關，例如電流變化方向，油溫等。電磁閥的特性，特別是動態特性，很難通過精確的數學方程來表達，因此，一些對被控對象數學模型精度要求很高的控制方法，不適合應用于電磁閥壓力的閉環控制。

不同的油溫下，油液的粘度不同，電磁閥的線性和非線性環節的特征參數也會有所變化，例如和常溫下相比，低溫下電磁閥的滯環寬度以及時間常數會明顯增加，并且，為了改善這些特性，就需要調整電磁閥的周期性波動電流Dither參數，這也會改變電磁閥壓力-電流(PI)的穩態特性。這都提高了電磁閥壓力閉環控制的難度，而電磁閥壓力閉環控制的品質也經常決定了整車的駕駛平順性。

在行業內，電磁閥的壓力閉環控制通過傳統的PID控制器(PID控制器：ProportionIntegration Differentiation，俗稱比例-積分-微分控制器，分別由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。)來實現，通常通過臺架標定選擇一組PID參數，并用于所有油溫下的電磁閥壓力閉環控制。現有的技術中使用了PID控制器，PID控制器屬于典型的無模型控制，其參數設計不需要系統傳遞特性的先驗知識。PID控制器雖然因為簡單易實施的優點得到大量的推廣，但是，因為沒有充分利用已知信息，例如電磁閥壓力動態響應中占主導的線性傳遞函數，對于控制品質(包括響應時間，超調量等)要求較高的應用場景，PID的控制效果通常不夠理想；另一方面，參數標定也比較困難，雖然設計簡單，但是控制參數的標定經常要花費大量的時間，特別是電磁閥的動態特性會隨著油溫的改變而改變，因此，同一組參數很難保證所有油溫下都有比較一致的控制效果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中電磁閥壓力控制采用PID控制器控制效果不夠理想，標定困難，控制的一致性差的不足。

本發明的技術方案是：電磁閥壓力的閉環控制方法，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。

進一步地，線性擴張觀測器LESO的特征方程式為：