基于并行双PID的发动机转速管理系统技术方案

一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，包括转速设定点计算器、PID控制参数计算器、双PID控制器，双PID控制器包括并行运算的上限PI控制器、下限PI控制器及微分控制器，转速设定点计算器以高低怠速转速请求、外部设备的转速请求作为输入值，输出上下限转速设定点，PID控制参数计算器以上下限转速设定点为输入值，输出上下限PI参数组，上下限转速设定点与上下限PI参数组分别作为上限PI控制器、下限PI控制器的输入值，输出上下限PI控制的值，上下限PI控制的值通过微分控制器输出PID控制的值作为总的输出干涉发动机的需求扭矩。本设计不仅操作简单，而且能对发动机转速进行统一和有效地管理。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高压共轨电控柴油机中的发动机转速管理系统，尤其涉及一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，主要适用于对发动机转速进行统一和有效地管理。
技术介绍
发动机转速是表征发动机运行工况的一个非常重要的特征变量，在许多工况下都要对发动机转速进行控制，最典型的工况就是怠速控制。在柴油机大规模电控化以前，机械柴油机一般都使用调速器来对转速进行调控，国三法规实施以后，电控高压共轨成了柴油机的主流技术，转速控制也由电子控制器（EECU）进行管理。一般意义上的发动机转速控制指高低怠速的控制，随着电控发动机的普及，通过CAN总线远程控制发动机转速成为可能。现在对发动机转速有请求的来源，可将其分为如下三类：发动机转速工作范围的请求，包括高低怠速；来自CAN总线的外部设备转速请求访问，包括变速箱、ABS、整车控制器、取力箱及缓速器；可变转速请求，包括非总线形式的取力箱转速请求，可通过方向盘处的开关调节转速。众多的转速请求源会带来如下问题：当出现多个转速请求源时，目标转速如何设定、控制参数如何选择；如何快速有效的从一种请求源切换到另一种请求源。PID算法可以用来控制柴油机的转速。传统的PID只能针对工况变化范围较小的情况，而柴油机的运行范围工况（包括转速和扭矩）比较宽泛，因此需要提出新的方法来满足柴油机转速的复杂运行情况，另外，传统的单独PID算法不能对发动机转速进行统一和有效地管理。中国专利申请公布号为CN103742278A，申请公布日为2014年4月23日的专利技术公开了一种挡位切换时的发动机转速控制系统，由TMS和EMS组成，EMS包括基础扭矩模块、PID控制模块和微处理器，TMS进行挡位切换，向发动机管理系统发送转速控制请求信号、整车负载阻力矩、响应时间和发动机目标转速，当转速控制请求信号有效时，基础扭矩模块将发动机阻力矩、整车负载阻力矩和转动惯量力矩相加作为基本扭矩输出，PID控制模块以发动机转速偏差和发动机实际扭矩作为输入，得到修正扭矩输出，微处理器根据发动机转速偏差计算得到转动惯量力矩，还将基本扭矩输出和修正扭矩输出相加，得到发动机实际扭矩输出和发动机实际转速输出。该专利技术虽然具有扭矩按需输出、转速响应精准、PID控制精细等优点，但是其仍然存在以下缺陷：该专利技术只能针对挡位切换时发动机的转速进行控制，而对于多种转速请求，这样的设计不能对发动机转速进行统一和有效地管理。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不能对发动机转速进行统一和有效地管理的缺陷与问题，提供一种能对发动机转速进行统一和有效地管理的基于并行双PID的发动机转速管理系统。为实现以上目的，本技术的技术解决方案是：一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，所述发动机转速管理系统包括转速设定点计算器、PID控制参数计算器、双PID控制器，双PID控制器包括PI控制器、微分控制器，所述PI控制器包括并行运算的上限PI控制器、下限PI控制器。所述转速设定点计算器的输出端分别与PID控制参数计算器的输入端、上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述PID控制参数计算器的输出端分别与上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述上限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接，所述下限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接。所述转速设定点计算器的输入值为高低怠速转速请求、外部设备的转速请求，转速设定点计算器的输出值为上限转速设定点、下限转速设定点。所述PID控制参数计算器的输入值为上限转速设定点、下限转速设定点，PID控制参数计算器的输出值为上限PI参数组、下限PI参数组。所述上限PI控制器的输入值为上限转速设定点、上限PI参数组，上限PI控制器的输出值为上限PI控制的值，所述下限PI控制器的输入值为下限转速设定点、下限PI参数组，下限PI控制器的输出值为下限PI控制的值。所述微分控制器的输入值为上限PI控制的值、下限PI控制的值，微分控制器的输出值为PID控制的值，PID控制的值作为总的输出干涉发动机的需求扭矩。与现有技术相比，本技术的有益效果为：1、由于本技术一种基于并行双PID的发动机转速管理系统中先通过转速设定点计算器对高低怠速转速请求、外部设备转速请求等请求源进行上下限转速设定以获取上下限转速设定点，再根据上下限转速设定点及发动机实际转速，通过PID控制参数计算器以获取上下限PI参数组，然后根据上下限转速设定点及上下限PI参数组进行上下限PID控制，获取总的输出干涉发动机的需求扭矩，以此需求扭矩控制发动机转速，这样的设计不仅操作简单，而且兼顾多种转速请求来源，把发动机转速限制在上下两个PID控制器的设定点之间，避免了高低怠速不同工况时目标转速及相应参数的频繁切换，且把多种转速请求统一到一个算法上来，兼顾了多种转速访问形式，能对发动机转速进行统一和有效地管理。因此，本技术不仅操作简单，而且能对发动机转速进行统一和有效地管理。2、由于本技术一种基于并行双PID的发动机转速管理系统中发动机转速管理系统包括转速设定点计算器、PID控制参数计算器、双PID控制器，双PID控制器包括上限PI控制器、下限PI控制器、微分控制器，这样的设计不仅能对发动机转速进行统一和有效地管理，而且结构简单。因此，本技术不仅能对发动机转速进行统一和有效地管理，而且结构简单。附图说明图1是本技术中发动机转速管理系统的结构示意图。图2是本技术中高怠速设定点获取的流程示意图。图3是本技术中低怠速设定点获取的流程示意图。图4是本技术中外部转速控制请求（无扭矩控制）转速设定点上下限输出的流程示意图。图5是本技术中外部转速控制请求（有扭矩限制）转速设定点上下限输出的流程示意图。图6是本技术中外部转速限制请求转速设定点上下限输出的流程示意图。图7是本技术中控制参数输入值窗口化处理的流程示意图。图8是本技术中控制参数输入值修正的流程示意图。图9是本技术中双PID控制器的结构示意图。图10是本技术中一阶微分控制器的运行示意图。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。参见图1至图10，一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，所述发动机转速管理系统包括转速设定点计算器、PID控制参数计算器、双PID控制器，双PID控制器包括PI控制器、微分控制器，所述PI控制器包括并行运算的上限PI控制器、下限PI控制器。所述转速设定点计算器的输出端分别与PID控制参数计算器的输入端、上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述PID控制参数计算器的输出端分别与上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述上限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接，所述下限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接。所述转速设定点计算器的输入值为高低怠速转速请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，其特征在于：所述发动机转速管理系统包括转速设定点计算器、PID控制参数计算器、双PID控制器，双PID控制器包括PI控制器、微分控制器，所述PI控制器包括并行运算的上限PI控制器、下限PI控制器；所述转速设定点计算器的输出端分别与PID控制参数计算器的输入端、上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述PID控制参数计算器的输出端分别与上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述上限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接，所述下限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，其特征在于：
所述发动机转速管理系统包括转速设定点计算器、PID控制参数计算器、双PID控制器，双PID控制器包括PI控制器、微分控制器，所述PI控制器包括并行运算的上限PI控制器、下限PI控制器；
所述转速设定点计算器的输出端分别与PID控制参数计算器的输入端、上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述PID控制参数计算器的输出端分别与上限PI控制器的输入端、下限PI控制器的输入端信号连接，所述上限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接，所述下限PI控制器的输出端与微分控制器的输入端信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于并行双PID的发动机转速管理系统，其特征在于：所述转速设定点计算器的输入值为高低怠速转速请求、外部设备的转速请求，转速设定点计算器的输出值为上限转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪洪飞，白桃李，雷晓亮，刘亚林，袁集平，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42