CN112486017A - 一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法 - Google Patents

一种用于汽车空调控制器的鼓风机pid控制方法 Download PDF

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朱盼
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陈丹
李桃英
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    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.

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Abstract

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。

Description

一种用于汽车空调控制器的鼓风机PID控制方法
技术领域
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。
发明内容
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。

Claims (6)

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。
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