汽车电子液压制动系统跟随特性的实验研究 ----EHB系统跟随特性的实验研究（二）1 汽车, 电子, 开关

rise_ming

4.3基于PID的EHB制动压力跟随控制算法实验验证


EHB系统制动压力跟随特性的实验系统如图4.4所示主要可分为两步，首先将编译好的控制程序下载到MCU中，MCU发出压力控制指令，经驱动电路将控制信号输出给液压控制单元，通过控制高速开关阀的开关，最终实现增压、保压和减压三种工作状态及相互之间的转换。其控制流程如图4.5所示



然后应用xPC数据采集设备，对目标压力与实际压力进行观测。xPCTarget数据采集过程是通过目标实时内核来实现的。一方面目标机用自己的RAM将应用程序的实时信号数据存储，另一方面将采集到的信号进行可视化显示在屏幕上，同时还可实时地将采集到的信号传到主机上分析并进行可视化。图4.6为xPC数据采集设备的工作流程，主要步骤如下：

（1）启动xPC Target平台的宿主机和目标机。在宿主机中运行MATLAB R2006b，建立Simulink仿真模型。在Simulink模块库中将输入信号模块、输出等模块、目标示波器等数据采集所需模块添加到Simulink框图中，然胡进行参数设置。通过Simulink模块对参数对话框进行定义及物理I/O板相对应的参数值（如输入输出信号的通道数目、编号、输入输出电压的范围和采样时间等）进行定义。

（2）在使用工具条中的选择RTW/Build命令（Ctrl+B），自动完成程序代码的生成、编译、链接和下载。对模型进行编译并下载到目标机中，待完成后选择仿真外部模式连接到目标机。

（3）运用xPCTarget的信号采集方式同目标应用程序进行交互式操作，如调整参数、实时的采集和跟踪信号、显示和控制目标系统的状态等。

试验中如需要实时接收电磁阀控制板送来的4路轮缸压力信号，需在MATLAB命令窗口中运行xpcexplr命令打开xPC Target Explorer.连接目标后，在Host Scope中添加示波器，并将需要观测的信号添加到示波器中，即可在试验过程中观测变量。试验结束后，可采用getxpcFileData（）函数（变量为'EHB制动压力跟随文件名'）从目标机上载试验结果，用于分析EHB综合测试的性能。



在进行压力跟随实验的时候我们要对PID控制器参数进行整定，应用xPCTarge t数据采集实验平台观测所得目标压力与实际压力之间的关系，以此找出PID控制器的最佳参数，一般来讲，PID参数的确定主要是根据试凑和调试经验来确定的。首先要了解各个参数对系统的影响，以纯比例控制器（即KI = KD=0）来控制系统，大致确定Kp的范围，然后在将其他两个参数加到控制器中，反复运行调试系统最终确定最优参数。当系统超调量较大时，应将比例环节Kp减小，同时增大积分环节KI和微分环节KD；当系统响应慢时，应适当增大比例环节Kp，减小积分环节KI和微分环节KD；当系统稳态误差超过允许范围时，应增大积分环节KI和微分环节KD；当系统振荡严重时应增大比例环节Kp，同时减小积分环节I K和微分环节KD.经过调节确定最佳比例环节的范围大致在0.1～0.3之间；最佳积分环节的范围大致在20～30之间；最佳微分环节的范围大致在0.0001～0.001之间。以左前轮缸为例，图4.7~4.10为目标压力在3Mpa不同PID控制参数下轮缸压力跟随的响应情况：



PWM调制信号的频率f = 25HZ，轮缸目标制动压力为9Mpa时的轮缸实际制动压力阶跃响应曲线如图4.11所示。此时PID控制器的参数为：