换档时,离合器控制电动机和拨叉控制电动机必须驱动执行机构在规定时间内准确到达某个指定位置。如不考虑中间过程,则为定位控制。为了提高换档品质,在短时间内还有过程控制。如采用普通的PID控制,那么对于PID系数的选择要考虑允许误差。比如在挂档控制中,如允许误差绝对值设置为10个单位,那么当实际误差小于10个单位时,定位控制完成。反之,当误差大于这个设定值时,如为11时,控制显然还没有到位,PID继续调节控制电动机输出。前面已经介绍过,控制量是比例积分和微分之和。只要误差存在,积分器就会继续积分,只要时间够长,积分项是逐渐增加的,电动机会继续运转逼近目标。
允许误差越大,越容易完成到达控制指定目标的任务,但是误差大了就达不到AMT换档的要求。最大误差允许值的确定是根据机械结构的要求和测量精度来确定的。如果机械结构只允许有±40个单位的误差,但测量准确度有±10个单位的误差,那么控制系统的控制准确度必须在±30个单位的范围之内,否则就达不到机械操作的要求。
前面提到PID中的积分项I能有效减少静态误差,使执行机构能在误差允许范围之内最终到达目的地。只要不振荡,积分系数大一点,到达目的地的速度会快一些。
有一些控制器为了提高运算速度,不采用浮点运算,而是采用整数运算,即整个运算没有小数点,采用四舍五入的方法将分数变为整数。如3除2会等于2。对于小于1的积分增益,要将它先提高10倍或100倍后再取整数,然后用整数增益和误差相乘后的积再相应除以10或100就变为正常需要的数值。但是如果增益很小,和误差相乘后可能小于0.5而被忽略,积分器就起不到任何作用。所以增益大小的选取一定要和允许误差结合起来,要保证最大允许误差和积分增益之积必须大于0.5。(www.xing528.com)
节气门是一个多阶系统,如忽略分布电容,还至少有电感、弹簧和惯量三个储能部件。当外力突然撤销时,只要阻尼小,就会继续运动(或按指数曲线衰减,或振荡衰减)。选/换档机构及离合机构都会有类似的现象。阻尼小,电动机负荷小,容易引起超调和振荡。小节气门时,节气门上的压差比较大,压差会对节气门产生另外一个变化的外来力。
可以用系统辨识的方法确定这个系统中的电感、弹性、阻尼、质量,然后采用滑动模式带前馈的PID反馈控制方法来进行精确的定位控制。
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