[发明专利]宽域氧传感器温度控制方法

摘要

本发明涉及汽车电子传感检测技术领域，尤其是一种宽域氧传感器温度控制方法，具体为：首先采集宽域氧传感器内部的温度信号，经过A/D转换器转换之后与目标温度值进行比较，计算偏差e以及偏差变化率                                                ，偏差和偏差变化率可以作为模糊PID控制器的输入，通过过模糊推理在线调整PID控制器的三个参数，然后经过PID控制运算之后，输出相应的温度控制PWM信号的占空比以调节加热器的功率，实现温度控制。基于模糊PID控制算法的宽域氧传感器温度控制实现，避免建立宽域氧传感器温度控制对象的精确模型。同时，结合模糊控制和PID控制提高了温度控制精度，提高宽域氧传感器温度控制的动态和静态性能。

主权项

一种宽域氧传感器温度控制方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：（一）确定系统及模糊PID控制器的输入输出变量（1‑1）系统的输入变量为温度测量电压信号U_T，输出变量为温度控制PWM信号，（1‑2）模糊PID控制器的输入变量为温度测量电压信号与温度控制目标信号U_T0之间的偏差e以及偏差变化率e_Δ，模糊PID控制器的输出为温度控制PWM信号的占空比值；（二）模糊PID控制器参数设计（2‑1）确定模糊推理输入e的基本论域[‑a,a](a>0)，e_Δ的基本论域为[‑b,b](b>0)，输出量Δk_p的基本论域为[‑Δp,Δp](Δp>0)，Δk_i的基本论域[‑Δi,Δi](Δi>0)，Δk_d的基本论域为[‑Δd,Δd](Δd>0)，（2‑2）选择各输入输出变量的隶属度函数f_p、f_i、f_d，根据输入输出量的范围确定模糊子集为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，子集元素分别表示负大、负中、负小、零、正小、正中、正大，结合隶属度函数确定模糊子集为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}中语言变量赋值，（2‑3）确定模糊推理输入量e、e_Δ和输出量的Δk_p、Δk_i、Δk_d的量化等级为n，根据基本论域和量化等级计算量化因子u_e、u_eΔ、u_kp、u_ki、u_kd；（三）模糊PID控制参数整定（3‑1）根据偏差e和偏差变化率e_Δ值的大小，结合PID控制参数模糊整定规则得出Δk_p、Δk_i、Δk_d模糊整定规则表，（3‑2）基于面积重心法（OCG），将模糊量清晰化得到Δk_p、Δk_i、Δk_d的模糊参数查询表，（3‑3）基于Δk_p、Δk_i、Δk_d的模糊控制表，结合Δk_p、Δk_i、Δk_d的量化因子计算得到PID控制器的控制参数变化量Δk_p、Δk_i、Δk_d的实际值，通过式计算PID控制器的控制参数；（四）加热控制模糊PID控制器根据输入偏差e以及当前模糊PID控制器参数K_P、K_I、K_D进行模糊PID控制运算，输出温度控制信号PWM的占空比值，以调节加热器的功率，从而控制宽域氧传感器的工作温度。