CN113281990A - 用于dpf测试的压力控制方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于DPF测试的压力控制方法，通过改进的PID控制实现测试系统的压力快速恢复到设定值。本发明还提供一种用于DPF测试的压力控制系统，包括：处理器，以及放大器、比例电磁阀、压力传感单元、供油管道；在供油管道上依次设置比例电磁阀和压力传感单元；压力传感单元连接处理器的信号输入端，用于获取供油管道中的压力参数检测值并向处理器反馈；处理器中预设有各测试工况对应的压力参数设定值，处理器用于将工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值进行比较，产生相应的PWM控制信号，并通过放大器驱动比例电磁阀，从而实现PID控制。本发明可以进行参数在线自整定,有利于提高测试系统的快速反应能力。

Description

用于DPF测试的压力控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及一种测试压力控制方法，尤其是一种用于DPF测试的压力控制方法、装置和系统。
背景技术
DPF是颗粒捕集器的缩写，DPF在柴油发动机上使用，对于降低车辆的排放起到重要作用；
DPF样品测试时，测试系统的喷油间隔短，供油管道中的压力波动大，需要在极短的时间内使供油管道中的供油恢复到设定工况对应的压力参数设定值；
常规DPF测试系统中通常使用电动阀控制压力，每次燃油喷射后，由于电动阀响应太慢，压力恢复到设定工况对应的压力参数设定值较慢，波动较大，从而导致测试系统的误差较大、精度低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于DPF测试的压力控制方法、装置和系统，响应速度快，便于测试系统的压力快速恢复到设定值。为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案是：
作为本发明的第一方面，本发明的实施例提出一种用于DPF测试的压力控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，预设各测试工况对应的压力参数设定值，输出控制量如公式(1)所示，
Figure BDA0003080002250000011
其中Kp、Ki、Kd分别是PID控制的比例系数、积分系数和微分系数；e(t)表示压力参数检测误差值，为工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值之差；U(t)表示输出控制量；
步骤S2，对测试所需的不同工况设定相应的压力误差参数ε0＜ε2＜ε1；ε0是工况对应的压力参数设定值的误差限制值；
步骤S3，获取测试工况下的压力参数检测值求得压力参数检测误差值e(t)，并进行模数转化得到e(k)；k表示采样序号；Δe(k)＝e(k)-e(k-1)；
步骤S4，根据|e(k)|的大小分别进行相应的控制；
步骤S4.1，当|e(k)|＞ε1，进行PD控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Kd[Δe(k)-Δe(k-1)] (2)
步骤S4.2，当ε2＜|e(k)|≤ε1，进行PID控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Ki[e(k)]+ Kd[Δe(k)-Δe(k-1)] (3)
步骤S4.3，当ε0＜|e(k)|≤ε2，进行PI控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Ki[e(k)] (4)
步骤S4.4，当|e(k)|≤ε0，则令：
ΔU＝0 (5)
上述步骤S4.1～S4.4中的控制参数Kp、Ki、Kd分别通过预设的专家规则优化库获得；
步骤S5，根据步骤S4中得到的ΔU，计算输出控制量U；
U＝U+ΔU (6)
步骤S6，将输出控制量转化为相应的PWM控制信号占空比；输出PWM控制信号。
进一步地，步骤S4.2中，若e(k)Δe(k)＞0，则进行增强型PID控制，反之进行减弱型PID控制。
进一步地，ε0是工况对应的压力参数设定值的1％。
作为本发明的第二方面，本发明的实施例提出一种用于DPF测试的压力控制装置，包括：
处理器，用于运行计算机程序，所述计算机程序运行时执行如上文所述的方法的步骤。
作为本发明的第三方面，本发明的实施例提出一种用于DPF测试的压力控制系统，包括：
如上文所述的处理器，以及放大器、比例电磁阀、压力传感单元、供油管道；
所述供油管道的一端用于连接燃油源，另一端用于连接喷射装置；
在供油管道上依次设置比例电磁阀和压力传感单元；
压力传感单元连接处理器的信号输入端，用于获取供油管道中的压力参数检测值并向处理器反馈；
处理器的信号输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接比例电磁阀的控制端；处理器中预设有各测试工况对应的压力参数设定值，处理器用于将工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值进行比较，产生相应的PWM控制信号，并通过放大器驱动比例电磁阀，从而实现PID控制。
本发明的优点在于：
1)采用比例电磁阀，并使用PWM控制信号进行控制，响应速度快，不易受干扰。
2)对传统PID控制进行了改进，可以进行参数在线自整定,有利于提高测试系统的快速反应能力。在改变测试工况时，无需人为调整参数，能够完成控制参数的自适应，使压力扰动快速稳定的恢复到压力参数设定值。
附图说明
图1为本发明实施例中的压力控制系统示意图。
图2为本发明实施例中的压力控制器示意图。
图3为本发明实施例中的压力控制方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的实施例提出一种用于DPF测试的压力控制系统，包括：处理器1、放大器2、比例电磁阀3、压力传感单元4、供油管道5；
所述供油管道5的一端用于连接燃油源，另一端用于连接喷射装置；
在供油管道5上依次设置比例电磁阀3和压力传感单元4；
压力传感单元4连接处理器1的信号输入端，用于获取供油管道5中的压力参数检测值并向处理器1反馈；
处理器1的信号输出端连接放大器2的输入端，放大器2的输出端连接比例电磁阀3的控制端；处理器1中预设有各测试工况对应的压力参数设定值，处理器1用于将工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值进行比较，产生相应的PWM控制信号，并通过放大器2驱动比例电磁阀3，从而实现PID控制；
在本实施例中，处理器1采用西门子1200系列PLC，具备PWM控制信号输出、PID控制、模拟量采集等功能；
在本实施例中，压力传感单元4可采用数显压力表，其可以采集供油管道5中的压力参数检测值，并发送给处理器1；
图2显示了本发明的实施例提出的一种用于DPF测试的压力控制装置，其采用PID控制方法；图2中的执行对象即图1中的比例电磁阀3，图2中的测量元件采用图1中的压力传感单元4；PID控制的过程通过处理器1中的程序执行；
本发明的实施例还提出了一种用于DPF测试的压力控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，预设各测试工况对应的压力参数设定值，输出控制量如公式(1)所示，
Figure BDA0003080002250000031
其中Kp、Ki、Kd分别是PID控制的比例系数、积分系数和微分系数；e(t)表示压力参数检测误差值，为工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值之差；U(t)表示输出控制量；
步骤S2，对测试所需的不同工况设定相应的压力误差参数ε0＜ε2＜ε1；ε0是工况对应的压力参数设定值的误差限制值，例如，一个测试工况对应的压力参数设定值为2bar，则ε0可以是0.02bar；
步骤S3，获取测试工况下的压力参数检测值求得压力参数检测误差值e(t)，并进行模数转化得到e(k)；k表示采样序号；Δe(k)＝e(k)-e(k-1)；
步骤S4，根据|e(k)|的大小分别进行相应的控制；
步骤S4.1，当|e(k)|＞ε1，进行PD控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Kd[Δe(k)-Δe(k-1)] (2)
步骤S4.2，当ε2＜|e(k)|≤ε1，进行PID控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Ki[e(k)]+ Kd[Δe(k)-Δe(k-1)] (3)
其中，更优地，若e(k)Δe(k)＞0，则进行增强型PID控制，反之进行减弱型PID控制；
步骤S4.3，当ε0＜|e(k)|≤ε2，进行PI控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Ki[e(k)] (4)
步骤S4.4，当|e(k)|≤ε0，则令：
ΔU＝0 (5)
上述步骤S4.1～S4.4中的控制参数Kp、Ki、Kd(例如增强型PID控制、减弱型PID控制)分别通过预设的专家规则优化库获得；从而更快完成控制参数自适应；使得供油管道出口的压力稳定在当前测试工况的压力参数设定值附近；
步骤S5，根据步骤S4中得到的ΔU，计算输出控制量U；
U＝U+ΔU (6)
步骤S6，将输出控制量转化为相应的PWM控制信号占空比；输出PWM控制信号；
PWM控制信号就通过放大器2之后，通过改变比例电磁阀3的开度来控制供油管道5中的供油压力，达到对供油压力值自动化控制的效果；
在改变测试工况后，通过上述PID控制可以将供油管道出口的压力快速转变至新的测试工况对应的压力参数设定值附近。
本发明实施例还提出一种用于DPF测试的压力控制装置，包括处理器，处理器用于运行计算机程序，所述计算机程序运行时执行如上文所述的方法的步骤。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于DPF测试的压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，预设各测试工况对应的压力参数设定值，输出控制量如公式(1)所示，
Figure FDA0003080002240000011
其中Kp、Ki、Kd分别是PID控制的比例系数、积分系数和微分系数；e(t)表示压力参数检测误差值，为工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值之差；U(t)表示输出控制量；
步骤S2，对测试所需的不同工况设定相应的压力误差参数ε0＜ε2＜ε1；ε0是工况对应的压力参数设定值的误差限制值；
步骤S3，获取测试工况下的压力参数检测值求得压力参数检测误差值e(t)，并进行模数转化得到e(k)；k表示采样序号；Δe(k)＝e(k)-e(k-1)；
步骤S4，根据|e(k)|的大小分别进行相应的控制；
步骤S4.1，当|e(k)|＞ε1，进行PD控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Kd[Δe(k)-Δe(k-1)] (2)
步骤S4.2，当ε2＜|e(k)|≤ε1，进行PID控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Ki[e(k)]+Kd[Δe(k)-Δe(k-1)] (3)
步骤S4.3，当ε0＜|e(k)|≤ε2，进行PI控制，令：
ΔU＝Kp[Δe(k)]+Ki[e(k)] (4)
步骤S4.4，当|e(k)|≤ε0，则令：
ΔU＝0 (5)
上述步骤S4.1～S4.4中的控制参数Kp、Ki、Kd分别通过预设的专家规则优化库获得；
步骤S5，根据步骤S4中得到的ΔU，计算输出控制量U；
U＝U+ΔU (6)
步骤S6，将输出控制量转化为相应的PWM控制信号占空比；输出PWM控制信号。
2.如权利要求1所述的用于DPF测试的压力控制方法，其特征在于，
步骤S4.2中，若e(k)Δe(k)＞0，则进行增强型PID控制，反之进行减弱型PID控制。
3.如权利要求1所述的用于DPF测试的压力控制方法，其特征在于，
ε0是工况对应的压力参数设定值的1％。
4.一种用于DPF测试的压力控制装置，其特征在于，包括：
处理器，用于运行计算机程序，所述计算机程序运行时执行如权利要求1～3中任一项所述的方法的步骤。
5.一种用于DPF测试的压力控制系统，其特征在于，包括：
如权利要求4所述的处理器，以及放大器、比例电磁阀、压力传感单元、供油管道；
所述供油管道的一端用于连接燃油源，另一端用于连接喷射装置；
在供油管道上依次设置比例电磁阀和压力传感单元；
压力传感单元连接处理器的信号输入端，用于获取供油管道中的压力参数检测值并向处理器反馈；
处理器的信号输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接比例电磁阀的控制端；处理器中预设有各测试工况对应的压力参数设定值，处理器用于将工况对应的压力参数检测值与压力参数设定值进行比较，产生相应的PWM控制信号，并通过放大器驱动比例电磁阀，从而实现PID控制。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101737169A (zh) * 2008-11-18 2010-06-16 通用电气公司 用于燃气涡轮的燃料控制系统和前馈控制方法
CN104454085A (zh) * 2014-10-29 2015-03-25 凯龙高科技股份有限公司 一种dpf柴油机颗粒过滤系统喷油助燃再生温度控制方法
CN104747294A (zh) * 2015-01-23 2015-07-01 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 燃气轮机燃料压力控制方法和系统
WO2020094169A2 (de) * 2018-11-06 2020-05-14 Dimakov Valentin Adaptives anpassungsverfahren eines digitalen pid-reglers
CN111766777A (zh) * 2020-07-30 2020-10-13 北京环境特性研究所 一种pid控制器及pid控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101737169A (zh) * 2008-11-18 2010-06-16 通用电气公司 用于燃气涡轮的燃料控制系统和前馈控制方法
CN104454085A (zh) * 2014-10-29 2015-03-25 凯龙高科技股份有限公司 一种dpf柴油机颗粒过滤系统喷油助燃再生温度控制方法
CN104747294A (zh) * 2015-01-23 2015-07-01 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 燃气轮机燃料压力控制方法和系统
WO2020094169A2 (de) * 2018-11-06 2020-05-14 Dimakov Valentin Adaptives anpassungsverfahren eines digitalen pid-reglers
CN111766777A (zh) * 2020-07-30 2020-10-13 北京环境特性研究所 一种pid控制器及pid控制方法

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