[发明专利]一种基于反馈控制的高性能实时油门控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于反馈控制的高性能实时油门控制系统，其特征在于：高性能SoC作为主控制器，其中：Core0主要完成不同总线协议同本模块使用协议的转化，Core1完成数据滤波处理、函数拟合处理、PID输出补偿算，FPGA部分逻辑主要完成底层驱动以及数据的汇总工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于反馈控制的高性能实时油门控制系统，其特征在于：Core0部分主要完成工作为协议转化，其完成主控指令的下发，采用3片缓冲区方案，控制过程中始终保持一片数据备份，并且数据在使用过程中采用3级校验，即：数据传输变位校验，防止传输过程中两次Bit突变；数据有效性校验，防止控制端重启等使得被控对象失控；数据真值确认，防止数据突变造成控制对象失控。

3.根据权利要求1所述的一种基于反馈控制的高性能实时油门控制系统，其特征在于：Core1包含模块上电初始化、闭环回路选择、数据滤波、拟合修正、PID运算输出，该控制核的核心工作是根据模块自身的输出反馈以及目标输入就地快速计算出调整量并输出；完成上电后初始化数据的恢复，模块上电后，关键的数据建模及数据参数均从Flash中获取，在模块获取上位机先发数据前，模块保持上电状态，对应的AO输出保持安全预设电流输出；对应的DO继电器保持安全预设输出；该部分设计在弥补快速控制回路慢的同时提供慢速回路，选用16位的简单ADC，不带任何数据滤波功能，单点采样时间4us，模块采集到数据后，FPGA内部实现FIR滤波和梳状滤波；拟合修改该部分根据实际输入的目标值和当前采集值得差值计算出理论偏差，结合偏差和目标控制曲线校准计算出归一化的使用偏差；PID运算主要使用拟合后的结果计算实际的输出，该PID模块参数根据实际应用完成P、PI、PD、PID 4种功能；4种模式根据用户实际输入可调；最终模块输出4～20mA电流信号。

4.一种基于反馈控制的高性能实时油门控制方法，其特征在于，包括权利要求1-3所述的基于反馈控制的高性能实时油门控制系统，步骤如下：

(1.1)模块上电自检模块是否为初次上电，若为初次上电，则模块从MRAM数据区中取预先配置好的数据，并根据算法计算判断数据的有效性，若数据正确则进行下一步操作，若数据不正确，则报警；

(1.2)判断本次操作是主控控制还是小闭环直接控制，若直接由主控控制，本次运算的输出数据直接由上位机下发，IO模块不做任何处理；若本次控制为小闭环控制，则进入后续流程；

(1.3)判断数据采集是否完成，若完成，进入下一步操作，若未完成，等待数据采集及滤波；

(1.4)判断拟合数据是否完成，若完成，进入下一步操作，若未完成，等待数据拟合完成；

(1.5)判断自整定PID是否是否完成；若完成，进入下一步操作，若未完成，等待数据计算完成；

(1.6)完成本轮运算。