3_汽车电控基础知识(13本).ppt

第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4 自动控制基础 自动控制就是在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值。 开环控制结构简单，但抗扰能力差，控制精度受元件精度约束； 闭环控制方式，其抗扰能力强，但存在安定性问题。 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.1 开环控制 开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用，而无反向联系。 特点：系统结构和控制过程均很简单，但抗扰能力差。控制精度不高，一般只用于对控制性能要求较低的场合。 在开环控制中，对于每一个参考输入信号，都有一个与之相对应的工作状态和输出信号，系统的精度取决于元、器件的精度和特性调整的精度。 当系统的内扰和外扰影响不大，并且控制精度要求不向时，可采用开环控制入式。 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.2 闭环控制 闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，即有被控量对控制过程的影响。其控制系统称为闭环控制系统。 特点：能减小或消除由于扰动所形成的被控量的偏差值，因而具有较高的控制精度和较强的抗扰能力。 控制装置 被控对象 反馈单元 设定值 扰动值 输出值 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.3 复合控制 复合控制就是将开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式。 实质：在闭环控制回路的基础上，附加一个对输人信号或对扰动作用的顺馈通路，来提高系统的控制精度。 按输入信号补偿的补偿装置可提供一个输入信号的微分作用，并作为顺馈控制信号，与原输入信号一起对被控对象进行控制、以提高系统的跟踪精度。 按扰动作用补偿的补偿装置可测量的扰动对系统的不利影响产生之前，提供一个控制作用以抵消扰动对系统输出的影响。 补偿装置按照不变性原理设计，即在任何输人下，都保证系统输出与作用在系统上的扰动完全无关或部分无关，从而使系统的输出完全复现输入。 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.3 复合控制 ＋ － 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.4 自控系统的分类 按输入信号特征分类 ⑴ 恒值控制系统 如果系统的输入量是常数，并要求在干扰作用下，其输出量在某一希望值附近做微小变化，则这类系统称为恒值控制系统。VRG ⑵ 程序控制系统 如果系统的输入量是已知给定值的时间函数时，则这类系统称为程序控制系统。ABS ⑶ 随动系统 如果系统的输入量是时间的未知函数，即给定量的变化规律是事先不能确定的，并要求输出量精确地跟随输入量变化，则这类系统称为随动系统。EPS 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.4 自控系统的分类 从使用的数学方法分类 ⑴ 线性系统和非线性系统 若一个元件的输入、输出的关系曲线为直线，则称该元件为线性元件，否则称为非线性元件。若一个系统中所有的元器件均为线性元器件，则系统称为线性系统；若系统中有一个非线性元器件，则该系统称为非线性系统。 ⑵ 定常系统和时变系统 从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数，则称为定常系统，否则称为时变系统。 ⑶ 连续系统、离散系统和采样系统 从系统中的信号来看，若系统中各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量，则为连续系统； 若系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，则为离散系统； 若系统中既有模拟量也有离散信号，则为采样系统。 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.5 性能评价指标 评价系统优劣的性能指标是通过动态过程反映 动态过程——指系统受到外加信号（给定值或扰动）作用后，被控量随时间变化的全过程。 稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。 快速性：快速性是通过动态过程时间长短来表征的，过渡过程时间越短，表明快速性越好，反之亦然。快速性表明了系统输出对输入的响应的快慢速度。 准确性：准确性是由输入给定值与输出响应的终值之间的差值大小来表征的，它反映了系统的稳态精度。 稳定性，快速性和准确性往往是互相制约的。求稳有可能引起反应迟缓、精度低；求快则可能加剧振荡，甚至引起不稳定。 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.5 性能评价指标 调节时间ts 稳态误差 超调量Mp 延迟时间td 上升时间tr 峰值时间tp 第3讲 汽车电子控制技术基础 第*页 4.6 汽车电控系统常用控制规律 ⑴程序控制：被控量按预先规定好的的时间函数变化。 ⑵顺序控制：以预告规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作顺序对某项工作进行控制。 ⑶数值控制：按预先规定的要求和轨迹，控制一个或数个被控对象，使被控点按预定的轨迹运动。 ⑷数字PID控制、PID参数自整定控制、模型匹配控制 ⑸串级数字控制系统：双闭环控制系统。 ⑹前馈控制：根据测得的干扰大小和方向按一定规律控制，补偿干扰对被控参数的影响