[发明专利]一种用于发动机转速控制系统的控制参数整定方法

说明书

一种用于发动机转速控制系统的控制参数整定方法，它属于发动机转速控制技术领域。本发明解决了采用现有方法获得的PID控制参数不精准且获得PID控制参数的成本高的问题。本发明方法通过设计每循环喷油量序列使发动机转速在允许工作范围内变化，记录喷油量与转速数据并采用最小二乘法辨识得到二阶传递函数模型，再通过为差分进化算法设计性能指标函数来优化PID控制器参数，可以得到精准的PID控制参数，且不需要使用实际发动机通过试凑法来获取PID控制器参数，降低了PID控制参数的获取成本。本发明方法可以应用于发动机转速控制技术领域。

技术领域

本发明属于发动机转速控制技术领域，具体涉及一种用于发动机转速控制系统的控制参数整定方法。

背景技术

近年来，随着对能源资源的高度重视，以及当今社会对发动机动力的可靠性和动力性的需求增大，所以对发动机的性能要求不断提高。发动机电控技术是解决发动机节能减排问题的一个关键技术，其中发动机的转速控制是发动机电控技术的一个研究重点。

目前发动机调速系统多采用传统的PID闭环控制，这种控制方法是通过PID控制参数的整定和配置以此达到满意的发动机调速性能。但是传统PID闭环控制一直存在PID控制参数整定的问题，即在传统PID闭环控制中，PID控制参数需要通过试凑法获取，那么，如果使用实际的发动机进行验证实验，PID参数的整定过程不仅费时费力，而且会导致耗资巨大，实现成本过高，耗费大量人力物力，同时还存在着PID控制参数不精准的问题。

因此，针对现有方法所存在的上述问题，提出一种性价比高的方法得到精准的PID控制参数，并实现更高的发动机转速控制效果具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为解决采用现有方法获得的PID控制参数不精准且获得PID控制参数的成本高的问题，而提出的一种用于发动机转速控制系统的控制参数整定方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种用于发动机转速控制系统的控制参数整定方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1、建立发动机仿真模型以及发动机转速控制系统模型，将喷油量作为转速控制系统模型的输入，分别记录在每个喷油量输入值下，发动机仿真模型所对应的转速输出；

步骤2、利用步骤1中记录的数据，对喷油-转速控制系统进行辨识，获得表征喷油量-转速关系的传递函数模型；

步骤3、对喷油量-转速关系传递函数模型进行PID控制参数整定；

步骤4：将步骤3的参数整定结果应用于转速控制系统的控制器，完成发动机的转速跟踪控制。

进一步地，所述发动机仿真模型采用GT-Power软件建立。

进一步地，所述步骤1中，将喷油量作为发动机转速控制系统模型的输入，并分别记录在每个喷油量输入值下，发动机仿真模型所对应的转速输出；其具体过程为：

在发动机仿真模型中设置喷油正时、进气参数和负载扭矩后，以阶跃函数形式先递减再递增总喷油量，并分别记录每个喷油量下所对应的转速输出。

进一步地，所述以阶跃函数形式先递减再递增总喷油量时，每间隔T时间将总喷油量改变一次，T的取值为80～100s。

进一步地，所述步骤2的具体过程为：

步骤21、从步骤1记录的喷油量和转速数据中选取出部分数据点用于辨识；

步骤22、选取二阶传递函数作为被辨识系统，采用最小二乘法和步骤21中选取出的数据辨识二阶传递函数中各项的系数，获得表征喷油量-转速关系的传递函数模型。

进一步地，所述步骤21的具体过程为：从步骤1记录的喷油量和转速数据中均匀间隔选取出1％的数据点用于辨识。