一种用于汽车空调控制器的鼓风机PID控制方法与流程

    专利2022-07-08  109


    本发明涉及鼓风机控制技术领域,尤其是一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法。



    背景技术:

    pid算法:在过程控制中,按偏差的比例(p)、积分(i)和微分(d)进行控制的pid控制器(亦称pid调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象“一阶滞后 纯滞后”与“二阶滞后 纯滞后”的控制对象,pid控制器是一种最优控制。pid调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,它的参数整定方式简便,结构改变灵活(pi、pd、…)。随着汽车工业的发展,空调系统对鼓风机风量输出的稳定性提出了更高的要求,要求在一定范围的电源波动情况下,鼓风机要保持一致的出风量;由于空调系统电源电压波动大(9-16v),目前多采用lm2904进行硬件闭环控制的方案,但是这种方案在电源波动过大时,还是容易造成风量波动。



    技术实现要素:

    本发明解决了现有技术在电源波动过大时,容易造成风量波动的问题,提出一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,采用pid软件闭环数据进行计算,在电源电压不稳定的情况下,能使鼓风机电压稳定在目标电压范围。

    为实现上述目的,提出以下技术方案:

    一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,包括以下步骤:

    s1,建立目标电压数组,包括设定档位数和档位数对应的目标电压;

    s2,设定鼓风机电压的上升/下降斜率;

    s3,采集鼓风机的反馈电压,判断是否存在故障,若是,则使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4;

    s4,按照上升/下降斜率进行电压调控;

    s5,判断反馈电压是否达到目标电压,若是停止调控,否则返回步骤s3。

    本发明电压调控采用pid软件闭环数据进行计算,可以稳定鼓风机的电压,减少鼓风机的风量波动,本发明的电压调节速度可调,改变上升/下降斜率即可实现电压调节速度可调,本发明还能识别出鼓风机故障,使用故障代替值输出电压并进行故障报警,本发明在电源电压波动的情况下维持鼓风机风量稳定输出。

    作为优选,所述步骤s2中的上升/下降斜率包括快速pid控制上升/下降斜率和慢速i控制上升斜率,所述快速pid控制上升/下降斜率为慢速i控制上升/下降斜率的5-15倍。

    作为优选,所述步骤s4具体包括以下步骤:

    s401,判断反馈电压是否稳定在0.5v以内,若是进行步骤s402,若否进行步骤s403;

    s402,以慢速i控制上升斜率进行电压调控;

    s403,判断反馈电压是否超出0.5v并持续0.2s,若是以快速pid控制上升斜率进行电压调控,若否返回步骤s402。

    作为优选,所述步骤s3具体包括开路故障判断,所述开路故障判断为:判断反馈电压是否与目标电压的差值大于0.5v,且有输出占空比,且接近电源电压,且持续1s,若是则存在故障,使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4。

    作为优选,所述步骤s3还包括短路故障判断,所述短路故障判断为:判断反馈电压是否与设置电压差值大于0.5v,且当前档位不在最大档和最小档,并且鼓风机反馈电压小于1v,故障时间持续1s,若是则存在故障,使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4。

    作为优选,所述故障代替值为调控的最大/最小输出功率。

    本发明的有益效果是:本发明电压调控采用pid软件闭环数据进行计算,可以稳定鼓风机的电压,减少鼓风机的风量波动,本发明的电压调节速度可调,改变上升/下降斜率即可实现电压调节速度可调,本发明还能识别出鼓风机故障,使用故障代替值输出电压并进行故障报警,本发明在电源电压波动的情况下维持鼓风机风量稳定输出。

    附图说明

    图1是本发明的控制流程图;

    图2是本发明的控制模型图。

    具体实施方式

    实施例:

    本实施例提出一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,参考图1,包括以下步骤:

    s1,建立目标电压数组,包括设定档位数和档位数对应的目标电压;

    s2,设定鼓风机电压的上升斜率,上升/下降斜率包括快速pid控制上升/下降斜率和慢速i控制上升/下降斜率,快速pid控制上升/下降斜率为慢速i控制上升/下降斜率的5-15倍;

    s3,采集鼓风机的反馈电压,判断是否存在故障,若是,则使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4,故障判断包括开路故障判断和短路故障判断:

    开路故障判断为:判断反馈电压是否与目标电压的差值大于0.5v,且有输出占空比,且接近电源电压,且持续1s,若是则存在故障,使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4。

    短路故障判断为:判断反馈电压是否与设置电压差值大于0.5v,且当前档位不在最大档和最小档(即0档),并且鼓风机反馈电压小于1v,故障时间持续1s,若是则存在故障,使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4。

    s4,按照上升/下降斜率进行电压调控,具体包括以下步骤:

    s401,判断反馈电压是否稳定在0.5v以内,若是进行步骤s402,若否进行步骤s403;

    s402,以慢速i控制上升/下降斜率进行电压调控;

    s403,判断反馈电压是否超出0.5v并持续0.2s,若是以快速pid控制上升/下降斜率进行电压调控,若否返回步骤s402;

    s5,判断反馈电压是否达到目标电压,若是停止调控,否则返回步骤s3。

    上述的故障代替值为调控的最大/最小输出功率。本发明使用的控制模型参考图2。

    本发明电压调控采用pid软件闭环数据进行计算,可以稳定鼓风机的电压,减少鼓风机的风量波动,本发明的电压调节速度可调,改变上升/下降斜率即可实现电压调节速度可调,本发明还能识别出鼓风机故障,使用故障代替值输出电压并进行故障报警,本发明在电源电压波动的情况下维持鼓风机风量稳定输出。


    技术特征:

    1.一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,其特征是,包括以下步骤:

    s1,建立目标电压数组,包括设定档位数和档位数对应的目标电压;

    s2,设定鼓风机电压的上升/下降斜率;

    s3,采集鼓风机的反馈电压,判断是否存在故障,若是,则使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4;

    s4,按照上升/下降斜率进行电压调控;

    s5,判断反馈电压是否达到目标电压,若是停止调控,否则返回步骤s3。

    2.根据权利要求1所述的一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,其特征是,所述步骤s2中的上升/下降斜率包括快速pid控制上升/下降斜率和慢速i控制上升/下降斜率,所述快速pid控制上升/下降斜率为慢速i控制上升斜率的5-15倍。

    3.根据权利要求2所述的一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,其特征是,所述步骤s4具体包括以下步骤:

    s401,判断反馈电压是否稳定在0.5v以内,若是进行步骤s402,若否进行步骤s403;

    s402,以慢速i控制上升/下降斜率进行电压调控;

    s403,判断反馈电压是否超出0.5v并持续0.2s,若是以快速pid控制上升斜率/下降进行电压调控,若否返回步骤s402。

    4.根据权利要求1所述的一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,其特征是,所述步骤s3具体包括开路故障判断,所述开路故障判断为:判断反馈电压是否与目标电压的差值大于0.5v,且有输出占空比,且接近电源电压,且持续1s,若是则存在故障,使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4。

    5.根据权利要求1所述的一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,其特征是,所述步骤s3还包括短路故障判断,所述短路故障判断为:判断反馈电压是否与设置电压差值大于0.5v,且当前档位不在最大档和最小档即0档,并且鼓风机反馈电压小于1v,故障时间持续1s,若是则存在故障,使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤s4。

    6.根据权利要求1或4或5所述的一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法,其特征是,所述故障代替值为调控的最大/最小输出功率。

    技术总结
    本发明提出一种用于汽车空调控制器的鼓风机PID控制方法,包括以下步骤:S1,建立目标电压数组,包括设定档位数和档位数对应的目标电压;S2,设定鼓风机电压的上升斜率;S3,采集鼓风机的反馈电压,判断是否存在故障,若是,则使用故障代替值输出电压,若否,进行步骤S4;S4,按照上升/下降斜率进行电压调控;S5,判断反馈电压是否达到目标电压,若是停止调控,否则返回步骤S3。本发明采用PID软件闭环数据进行计算,在电源电压不稳定的情况下,能使鼓风机电压稳定在目标电压范围。

    技术研发人员:朱盼;夏斌;陈丹;李桃英;蒋永强
    受保护的技术使用者:杭州广安汽车电器有限公司
    技术研发日:2020.12.16
    技术公布日:2021.03.12

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