汽車電子控制技術(shù)基礎(chǔ)講義課件PPT(共62頁)

1、汽車電子控制技術(shù)汽車電子控制技術(shù)第第 2 章章 汽車電子控制技術(shù)基礎(chǔ)汽車電子控制技術(shù)基礎(chǔ) 2.1 2.1 汽車電子控制系統(tǒng)的組成與特征汽車電子控制系統(tǒng)的組成與特征2.2 2.2 汽車傳感器汽車傳感器2.3 2.3 汽車電子控制單元（汽車電子控制單元（ecu）2.4 2.4 汽車電子控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件汽車電子控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件2.5 2.5 汽車電子控制系統(tǒng)中的控制理論汽車電子控制系統(tǒng)中的控制理論2.6 2.6 汽車綜合控制汽車綜合控制2.1.1 2.1.1 汽車電子控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成汽車電子控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成2.1 2.1 汽車電子控制系統(tǒng)的組成與特征汽車電子控制系統(tǒng)的組成與特征給定值給定

2、值傳感器傳感器a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器d/a轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器執(zhí)執(zhí) 行行機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)被被 控控對(duì)對(duì) 象象控制器控制器被控參數(shù)被控參數(shù) 微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)圖圖2-1 2-1 電子控制系統(tǒng)的基本框圖電子控制系統(tǒng)的基本框圖汽車電子控制系統(tǒng)基本組成框圖汽車電子控制系統(tǒng)基本組成框圖 汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為汽車計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為電子控制單元電子控制單元 ecu(electronic control unit)。 控制系統(tǒng)由控制系統(tǒng)由傳感器傳感器、ecu和和執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。組成。傳傳感感器器數(shù)字輸入數(shù)字輸入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器輸輸入入端端口口 cpu存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸輸出出端端口口驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)電電路路執(zhí)執(zhí)行行機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)輸

3、入接口輸入接口圖圖2-2 汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)輸出接口輸出接口1.1.硬件硬件 軟件分為軟件分為系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件和和應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件，核心是控制核心是控制軟件軟件。系統(tǒng)軟件一般由計(jì)算機(jī)制造廠提供，應(yīng)用系統(tǒng)軟件一般由計(jì)算機(jī)制造廠提供，應(yīng)用軟件由控制系統(tǒng)研發(fā)人員編制。軟件由控制系統(tǒng)研發(fā)人員編制。1）系統(tǒng)軟件）系統(tǒng)軟件 操作系統(tǒng)、語言加工系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)等操作系統(tǒng)、語言加工系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)等2）應(yīng)用軟件）應(yīng)用軟件 數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)采集與傳輸、被控系統(tǒng)的模型被控系統(tǒng)的模型、控制算控制算法法、故障自診斷系統(tǒng)等、故障自診斷系統(tǒng)等2. 2. 軟件軟件2.1.2 汽

4、車電子控制系統(tǒng)的特征汽車電子控制系統(tǒng)的特征1.1.目的性目的性 提高汽車行駛能力、可操縱性、穩(wěn)定性和自適提高汽車行駛能力、可操縱性、穩(wěn)定性和自適應(yīng)性；應(yīng)性； 改善汽車行駛的姿態(tài)控制、乘坐的舒適性；改善汽車行駛的姿態(tài)控制、乘坐的舒適性； 降低汽車的能耗、尾氣排放、減少污染。降低汽車的能耗、尾氣排放、減少污染。2. 相關(guān)性相關(guān)性 汽車上的電子控制系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的；汽車上的電子控制系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的； 單一的控制系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)非預(yù)期的結(jié)果；單一的控制系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)非預(yù)期的結(jié)果； 各子系統(tǒng)的最佳，不一定能獲得整個(gè)系統(tǒng)的最各子系統(tǒng)的最佳，不一定能獲得整個(gè)系統(tǒng)的最佳，甚至降低了子系統(tǒng)預(yù)期的性能。佳，甚至降低了子

5、系統(tǒng)預(yù)期的性能。汽汽 車車 綜綜 合合 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng)懸懸 架架控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)操操 縱縱控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)第三層第三層第二層第二層第一層第一層單個(gè)裝置單個(gè)裝置控控 制制子系統(tǒng)子系統(tǒng)控控 制制3.層次性層次性 汽車控制系統(tǒng)一般可分為三個(gè)層次：汽車控制系統(tǒng)一般可分為三個(gè)層次：例：發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)例：發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)4.隨機(jī)性隨機(jī)性 汽車在不同的環(huán)境條件下行駛，控制系統(tǒng)的設(shè)汽車在不同的環(huán)境條件下行駛，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足動(dòng)態(tài)的、不確定的或隨機(jī)的動(dòng)態(tài)工況。計(jì)必須滿足動(dòng)態(tài)的、不確定的或隨機(jī)的動(dòng)態(tài)工況。電控燃油電控燃油噴射系統(tǒng)噴射系統(tǒng)(ef

6、i) 點(diǎn)火正時(shí)控制點(diǎn)火正時(shí)控制點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火能量控制點(diǎn)火能量控制 怠怠 速速控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) (isc)廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) (egr)噴油量控制噴油量控制噴油時(shí)間控制噴油時(shí)間控制噴油順序控制噴油順序控制 電電 控控點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng) (esa)發(fā)發(fā) 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī) 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng)2.1.3 2.1.3 汽車電子控制系統(tǒng)的工作原理汽車電子控制系統(tǒng)的工作原理1. 檢測(cè)檢測(cè) 汽車各部位的汽車各部位的傳感器傳感器檢測(cè)檢測(cè)不斷變化不斷變化工作狀況信工作狀況信息、環(huán)境信息息、環(huán)境信息提供提供給給ecu；3. 執(zhí)行執(zhí)行 通過通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)汽車的工作狀況對(duì)汽車的工

7、作狀況進(jìn)行控制進(jìn)行控制。必。必要時(shí)，可對(duì)要時(shí)，可對(duì)汽車汽車工作狀況信息工作狀況信息顯示或報(bào)警顯示或報(bào)警。2. 判斷、決策和控制判斷、決策和控制 汽車電子控制系統(tǒng)汽車電子控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的工作狀況根據(jù)檢測(cè)的工作狀況信息用信息用預(yù)先存放在預(yù)先存放在ecu中的中的指令程序、控制算法指令程序、控制算法發(fā)出發(fā)出控制控制信號(hào)信號(hào)；ecu i/o輸輸入入回回路路cpu存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器a/d空氣流量空氣流量 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速節(jié)氣門位置節(jié)氣門位置冷卻水溫冷卻水溫進(jìn)氣溫度進(jìn)氣溫度 曲軸位置曲軸位置車速車速爆震爆震氧傳氧傳 啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)空調(diào)開關(guān)空調(diào)開關(guān)輸輸出出回回路路噴油量控制噴油量控制點(diǎn)火正時(shí)控制點(diǎn)火正時(shí)控制

8、怠速控制怠速控制故障自診斷故障自診斷廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)其它輔助控制其它輔助控制傳感器傳感器控制項(xiàng)目控制項(xiàng)目發(fā)動(dòng)機(jī)集中電子控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)集中電子控制系統(tǒng)微微處處理理器器a/da/d存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器d/a車車 速速傳感器傳感器油油 箱箱傳感器傳感器d/a車速表車速表燃油液位燃油液位指示儀表指示儀表 圖圖2-4 2-4 電子控制的車速表及燃油液位指示儀表系統(tǒng)電子控制的車速表及燃油液位指示儀表系統(tǒng)指示儀表系統(tǒng)指示儀表系統(tǒng)2.2 2.2 汽車傳感器汽車傳感器 汽車傳感器也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的汽車傳感器也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心核心內(nèi)容內(nèi)容之一。之一。 目前，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近目前，

9、一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上多達(dá)二百余只傳感器。百只傳感器，而豪華轎車上多達(dá)二百余只傳感器。 汽車傳感器主要用于汽車傳感器主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控底盤控制系統(tǒng)制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)車身控制系統(tǒng)和和導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)中。中。 汽車傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的汽車傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息源信息源，是，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1 1. .多功能化多功能化 一個(gè)傳感器可實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同種類多個(gè)參數(shù)的一個(gè)傳感器可實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同種類多個(gè)參數(shù)的檢測(cè)。檢測(cè)。3 3. .集成化集成化 ic制造技

10、術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)制作制造技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)制作ic式傳感器。式傳感器。4 4. .智能化智能化 指傳感器與大規(guī)模集成電路結(jié)合，帶有指傳感器與大規(guī)模集成電路結(jié)合，帶有cpu，具有智能功能，以減少具有智能功能，以減少ecu的復(fù)雜程度。的復(fù)雜程度。2 2. .數(shù)字化數(shù)字化 適應(yīng)汽車控制計(jì)算機(jī)的信息輸入。適應(yīng)汽車控制計(jì)算機(jī)的信息輸入。 汽車傳感器種類很多，實(shí)際應(yīng)用汽車傳感器種類很多，實(shí)際應(yīng)用一般按傳感一般按傳感器器輸入量，即輸入量，即傳感器檢測(cè)的量傳感器檢測(cè)的量分類分類，如如2.2.1 2.2.1 汽車傳感器的分類汽車傳感器的分類 力力 學(xué)學(xué) 量量熱力學(xué)量熱力學(xué)量其其 它它檢測(cè)量檢測(cè)量單單 位位檢測(cè)量

11、檢測(cè)量單單 位位檢測(cè)量檢測(cè)量單單 位位位置或位移位置或位移速度速度加速度加速度轉(zhuǎn)角或角轉(zhuǎn)角或角位移位移轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速力力轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩爆震爆震mm/sm/s2 rad r/minn nmpa 溫度溫度壓力壓力流量流量, 真空度真空度 k c kpa mpakg/s m3/s pa 氣體成分氣體成分氣體濃度氣體濃度mol mol分分 類類按能量按能量關(guān)關(guān) 系系主動(dòng)型：主動(dòng)型：傳感器傳感器無需外加輸入電源無需外加輸入電源。 如：磁電、熱電、壓電、光電等。如：磁電、熱電、壓電、光電等。被動(dòng)型：被動(dòng)型：傳感器需傳感器需外加輸入電源外加輸入電源。 如：電阻、電容、電感、磁阻、熱阻等。如：電阻、電容、電感、磁阻、熱阻

12、等。按信號(hào)按信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換非電量非電量轉(zhuǎn)換成另一種轉(zhuǎn)換成另一種非電量非電量， 如：彈性敏感元件、氣動(dòng)傳感器如：彈性敏感元件、氣動(dòng)傳感器非電量非電量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成電量電量 如：熱電阻、熱電偶、壓電式如：熱電阻、熱電偶、壓電式按工作按工作原原 理理電阻式、電容式、電感式、應(yīng)變式、光電式、電阻式、電容式、電感式、應(yīng)變式、光電式、光敏式、壓電式、熱電式等光敏式、壓電式、熱電式等按使用按使用功功 能能用于用于了解了解汽車工作狀況；汽車工作狀況；用于用于控制控制汽車運(yùn)行狀態(tài)；汽車運(yùn)行狀態(tài)；傳感器的其它傳感器的其它分類方法分類方法傳感器傳感器檢檢 測(cè)測(cè) 工工 況況 或或 參參 數(shù)數(shù)位位 置置傳感器傳感器排氣再

13、循環(huán)閥開度、油門踏板位置、燃油箱液排氣再循環(huán)閥開度、油門踏板位置、燃油箱液面位置、汽車高度、海拔高度等。面位置、汽車高度、海拔高度等。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 角角傳感器傳感器節(jié)氣門位置、曲軸轉(zhuǎn)角、方向盤轉(zhuǎn)角、前輪轉(zhuǎn)節(jié)氣門位置、曲軸轉(zhuǎn)角、方向盤轉(zhuǎn)角、前輪轉(zhuǎn)角等。角等。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速傳感器傳感器檢測(cè)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速等。曲軸轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速等。速速 度度加速度加速度傳感器傳感器檢測(cè)車速（絕對(duì)值）、加速度。檢測(cè)車速（絕對(duì)值）、加速度。力學(xué)量傳感器在汽車上的應(yīng)用力學(xué)量傳感器在汽車上的應(yīng)用熱力學(xué)量傳感器在汽車上的應(yīng)用熱力學(xué)量傳感器在汽車上的應(yīng)用傳感器傳感器檢檢 測(cè)測(cè) 工工 況況 或或 參參 數(shù)數(shù)溫溫 度度傳感器傳感器冷卻液

14、溫度、進(jìn)氣溫度、燃油溫度、排氣口和冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、燃油溫度、排氣口和排氣管的溫度、空調(diào)蒸發(fā)器和冷凝器溫度等。排氣管的溫度、空調(diào)蒸發(fā)器和冷凝器溫度等。壓壓 力力傳感器傳感器進(jìn)氣岐管壓力、燃油壓力、機(jī)油壓力、增壓壓進(jìn)氣岐管壓力、燃油壓力、機(jī)油壓力、增壓壓力、自動(dòng)變速器油壓等。力、自動(dòng)變速器油壓等。流流 量量傳感器傳感器吸入吸入空氣流量、燃油流量、廢氣再循環(huán)流量、空氣流量、燃油流量、廢氣再循環(huán)流量、制冷劑流量等。制冷劑流量等。 液液 量量傳感器傳感器燃油量、燃油量、冷卻液冷卻液量、量、機(jī)油機(jī)油量、制動(dòng)量、制動(dòng)液液量等。量等。氣體濃度氣體濃度傳感器傳感器氧氣、二氧化碳、氧氣、二氧化碳、nox 、

15、hc、柴油煙度。、柴油煙度。汽車傳感器工作環(huán)境汽車傳感器工作環(huán)境 高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊、潮濕、蒸汽、鹽霧高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊、潮濕、蒸汽、鹽霧腐蝕、油泥污染腐蝕、油泥污染2.2.2 2.2.2 汽車傳感器的性能要求汽車傳感器的性能要求 1）環(huán)境的適應(yīng)性；）環(huán)境的適應(yīng)性； 2）工作的穩(wěn)定性和可靠性；關(guān)鍵）工作的穩(wěn)定性和可靠性；關(guān)鍵 3）檢測(cè)的精度和重復(fù)性；）檢測(cè)的精度和重復(fù)性； 4）小型化、便于安裝、易于檢測(cè)識(shí)別；）小型化、便于安裝、易于檢測(cè)識(shí)別； 5）具有批量生產(chǎn)和通用性、符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。）具有批量生產(chǎn)和通用性、符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。汽車傳感器的性能要求汽車傳感器的性能要求2.2.3 2.2.3 汽

16、車傳感器的選用原則汽車傳感器的選用原則指指 標(biāo)標(biāo)傳傳 感感 器器 指指 標(biāo)標(biāo) 定定 義義量量 程程被檢測(cè)量上限和下限的代數(shù)差。被檢測(cè)量上限和下限的代數(shù)差。靈敏度靈敏度輸出變化值與被測(cè)量的變化值之比。輸出變化值與被測(cè)量的變化值之比。分辨率分辨率檢測(cè)出被測(cè)量的最小變化值。檢測(cè)出被測(cè)量的最小變化值。誤誤 差差檢測(cè)值與被測(cè)量的真實(shí)值之差。檢測(cè)值與被測(cè)量的真實(shí)值之差。重復(fù)性重復(fù)性重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致性。重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致性。過過 載載允許檢測(cè)被測(cè)量的最大值。允許檢測(cè)被測(cè)量的最大值?？煽慷瓤煽慷纫?guī)定條件下，傳感器正常工作的可能性。規(guī)定條件下，傳感器正常工作的可能性。線性度線性度輸入輸入/輸出

17、曲線與其擬合直線之間的偏差度。輸出曲線與其擬合直線之間的偏差度。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間接受階躍輸入信號(hào)，傳感器輸出值達(dá)到穩(wěn)定接受階躍輸入信號(hào)，傳感器輸出值達(dá)到穩(wěn)定值的最小規(guī)定百分?jǐn)?shù)值的最小規(guī)定百分?jǐn)?shù)(如如95)時(shí)所需的時(shí)間。時(shí)所需的時(shí)間。低油位報(bào)警器低油位報(bào)警器油位傳感器油位傳感器部分汽車傳感器的實(shí)物圖片部分汽車傳感器的實(shí)物圖片水溫傳感器水溫傳感器汽車用壓力傳感器汽車用壓力傳感器 熱膜式汽車空氣流量傳感器熱膜式汽車空氣流量傳感器熱線式汽車空氣流量傳感器熱線式汽車空氣流量傳感器節(jié)氣門閥體總成節(jié)氣門閥體總成節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器 凸輪軸傳感器凸輪軸傳感器曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器汽車氧傳感器

18、汽車氧傳感器汽車爆震傳感器汽車爆震傳感器汽車超聲傳感器汽車超聲傳感器2.3.1 2.3.1 汽車電子控制單元的汽車電子控制單元的主要功能主要功能 1) 接受傳感器或其它裝置的輸入信號(hào)，并將輸入接受傳感器或其它裝置的輸入信號(hào)，并將輸入 信號(hào)處理成計(jì)算機(jī)能夠接受的數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理成計(jì)算機(jī)能夠接受的數(shù)字信號(hào)； 2) 給傳感器或傳感器放大電路提供基準(zhǔn)電壓；給傳感器或傳感器放大電路提供基準(zhǔn)電壓； 3) 計(jì)算、分析、處理和存儲(chǔ)汽車工況和環(huán)境信息；計(jì)算、分析、處理和存儲(chǔ)汽車工況和環(huán)境信息； 4) 輸出控制執(zhí)行指令、故障信息；輸出控制執(zhí)行指令、故障信息； 5) 自我修正功能（自適應(yīng)功能）。自我修正功能（自適

19、應(yīng)功能）。2.3 2.3 汽車電子控制單元（汽車電子控制單元（ecu） ecu 的實(shí)物圖片的實(shí)物圖片 ecu 的實(shí)物圖片的實(shí)物圖片 ecu 主要由主要由輸入接口輸入接口、微處理器微處理器和和輸出接口輸出接口的組成。的組成。傳感器傳感器傳感器傳感器a / d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器a / d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器信信 號(hào)號(hào)放大器放大器微微處處理理器器輸輸出出驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 器器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2.3.2 2.3.2 ecu 的組成的組成2 2）微處理器）微處理器 微處理器即單片機(jī)，有微處理器即單片機(jī)，有8位、位、16位、位、32位。位。 1 1 通用單片機(jī)通用單片機(jī) 2 2 專用單片機(jī)專用單片機(jī)1 1

20、）輸入接口電路）輸入接口電路 輸入接口電路主要是實(shí)現(xiàn)傳感器與微處理器輸入接口電路主要是實(shí)現(xiàn)傳感器與微處理器之間的信息傳遞。主要功能是對(duì)傳感器輸出信號(hào)之間的信息傳遞。主要功能是對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。進(jìn)行預(yù)處理。 1 1 模擬信號(hào)處理：模擬信號(hào)處理：放大、量程變換、放大、量程變換、a/d轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 2 2 數(shù)字信號(hào)處理：數(shù)字信號(hào)處理：放大、整形。放大、整形。3 3）存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器 1 1 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram） 2 2 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（rom） 3 3 可編程只讀存儲(chǔ)器（可編程只讀存儲(chǔ)器（p prom） 4 4 可保持存儲(chǔ)器（可保持存儲(chǔ)器（p pam）4 4）輸出

21、接口電路）輸出接口電路 d/a轉(zhuǎn)換、輸出信號(hào)變換、電壓放大或電流放轉(zhuǎn)換、輸出信號(hào)變換、電壓放大或電流放大。大。功能：功能：執(zhí)行元件根據(jù)執(zhí)行元件根據(jù)ecu輸出的控制信號(hào)執(zhí)行相輸出的控制信號(hào)執(zhí)行相 應(yīng)的預(yù)定動(dòng)作。應(yīng)的預(yù)定動(dòng)作。執(zhí)行元件根據(jù)驅(qū)動(dòng)的能量不同可分為三類：執(zhí)行元件根據(jù)驅(qū)動(dòng)的能量不同可分為三類：2.4 2.4 汽車電子控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件汽車電子控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件應(yīng)應(yīng) 用用 場(chǎng)場(chǎng) 合合電電 動(dòng)動(dòng)執(zhí)行元件執(zhí)行元件受汽車電源功率的限制，用于執(zhí)受汽車電源功率的限制，用于執(zhí)行功率不大場(chǎng)合；行功率不大場(chǎng)合；如電磁閥門如電磁閥門類類液液 壓壓執(zhí)行元件執(zhí)行元件用于執(zhí)行功率較大、且對(duì)于執(zhí)行

22、用于執(zhí)行功率較大、且對(duì)于執(zhí)行元件尺寸要求較小的場(chǎng)合；元件尺寸要求較小的場(chǎng)合；如轎車的制如轎車的制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)系統(tǒng)氣氣 動(dòng)動(dòng)執(zhí)行元件執(zhí)行元件用于執(zhí)行功率較大、且對(duì)于執(zhí)行用于執(zhí)行功率較大、且對(duì)于執(zhí)行元件尺寸要求不嚴(yán)的場(chǎng)合；元件尺寸要求不嚴(yán)的場(chǎng)合；如卡車的制如卡車的制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)系統(tǒng)2.4.1 2.4.1 電動(dòng)執(zhí)行元件電動(dòng)執(zhí)行元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件使用使用電源電源 執(zhí)行量執(zhí)行量特特 點(diǎn)點(diǎn)電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)類類直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 直流電源直流電源轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速調(diào)速性好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩調(diào)速性好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、響應(yīng)較快。大、響應(yīng)較快。侍服電動(dòng)機(jī)侍服電動(dòng)機(jī) 直流電源直流電源角位移角位移或位移或位移啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、響應(yīng)快啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、響應(yīng)快。

23、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 脈沖電源脈沖電源角位移角位移或位移或位移直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，控制性能好?？刂菩阅芎?。電電磁磁力力類類直接執(zhí)行直接執(zhí)行直流電源直流電源位移位移結(jié)構(gòu)簡單、可靠，功結(jié)構(gòu)簡單、可靠，功率較小、運(yùn)動(dòng)距離小率較小、運(yùn)動(dòng)距離小間接間接執(zhí)行執(zhí)行直流電源直流電源位移位移電磁力驅(qū)動(dòng)油壓、氣電磁力驅(qū)動(dòng)油壓、氣壓控制閥壓控制閥 直接以電磁能為動(dòng)力的執(zhí)行元件，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)直接以電磁能為動(dòng)力的執(zhí)行元件，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、可靠，缺點(diǎn)是功率較小、運(yùn)動(dòng)距離小。僅構(gòu)簡單、可靠，缺點(diǎn)是功率較小、運(yùn)動(dòng)距離小。僅應(yīng)用于電動(dòng)門鎖、電磁閥門功率較小、運(yùn)動(dòng)距離小應(yīng)用于電動(dòng)門鎖、電磁閥門功率較小、運(yùn)動(dòng)距離小

24、場(chǎng)合。場(chǎng)合。 電電- -液壓、電液壓、電- -氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件是以電磁力驅(qū)動(dòng)油是以電磁力驅(qū)動(dòng)油壓、氣壓控制閥，可獲得較大的功率。但其結(jié)構(gòu)復(fù)壓、氣壓控制閥，可獲得較大的功率。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，廣泛應(yīng)用于汽車的雜，廣泛應(yīng)用于汽車的行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架方方面。面。電電- -液壓、電液壓、電- -氣動(dòng)執(zhí)行元件氣動(dòng)執(zhí)行元件 2.4.2 2.4.2 汽車執(zhí)行元件的性能要求汽車執(zhí)行元件的性能要求 3 3）可靠性和安全性）可靠性和安全性 使用壽命長、安全、噪聲低。使用壽命長、安全、噪聲低。 1 1）輸入、輸出性能）輸入、輸出性能 能實(shí)現(xiàn)細(xì)微的控制、響應(yīng)快、足夠的輸出功率。能實(shí)現(xiàn)細(xì)微

25、的控制、響應(yīng)快、足夠的輸出功率。 2 2）環(huán)境的適應(yīng)性）環(huán)境的適應(yīng)性 耐高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊、潮濕、鹽霧、腐耐高溫、低溫、振動(dòng)、沖擊、潮濕、鹽霧、腐蝕的惡劣環(huán)境。蝕的惡劣環(huán)境。4 4）經(jīng)濟(jì)性）經(jīng)濟(jì)性 體積小、質(zhì)量輕、成本低、能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和體積小、質(zhì)量輕、成本低、能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和通用性、符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通用性、符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.4.3 2.4.3 常用的汽車電氣執(zhí)行元件常用的汽車電氣執(zhí)行元件電動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行元件執(zhí)行元件電磁電磁執(zhí)行元件執(zhí)行元件其它執(zhí)行元件其它執(zhí)行元件電動(dòng)輸油泵電動(dòng)輸油泵電動(dòng)燃油泵電動(dòng)燃油泵電動(dòng)燃油噴射泵電動(dòng)燃油噴射泵共軌高壓泵共軌高壓泵電動(dòng)空氣泵電動(dòng)空氣泵電動(dòng)節(jié)氣門電動(dòng)節(jié)氣門(又稱

26、又稱電子油門電子油門)電動(dòng)雨刮器電動(dòng)雨刮器冷卻風(fēng)扇冷卻風(fēng)扇電磁噴油器電磁噴油器液壓電磁閥液壓電磁閥氣動(dòng)電磁閥氣動(dòng)電磁閥燃油切斷閥燃油切斷閥炭罐控制閥炭罐控制閥壓縮機(jī)電磁離合器壓縮機(jī)電磁離合器共軌壓力控制閥、共軌壓力控制閥、排氣再循環(huán)控制閥排氣再循環(huán)控制閥點(diǎn)火線圈點(diǎn)火線圈三效催化器加三效催化器加熱執(zhí)行元件熱執(zhí)行元件 熾熱塞熾熱塞 電動(dòng)輸油泵電動(dòng)輸油泵電動(dòng)燃油噴射泵電動(dòng)燃油噴射泵 全世界燃油噴射系統(tǒng)全世界燃油噴射系統(tǒng)(噴油器噴油器)幾乎被博世、德爾幾乎被博世、德爾福、西門子威迪歐及日本電裝等四家廠商所壟斷。福、西門子威迪歐及日本電裝等四家廠商所壟斷。電磁噴油器電磁噴油器2.5 2.5 汽車電子控制

27、系統(tǒng)中的控制理論汽車電子控制系統(tǒng)中的控制理論2.5.1 2.5.1 汽車電子控制理論汽車電子控制理論 控制理論是控制理論是編制和優(yōu)化控制軟件的編制和優(yōu)化控制軟件的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)，是汽車電子技術(shù)中的是汽車電子技術(shù)中的難點(diǎn)難點(diǎn)和和重點(diǎn)重點(diǎn)。1.1.被控對(duì)象的特性分析被控對(duì)象的特性分析1) 靜態(tài)特性分析：靜態(tài)輸入靜態(tài)特性分析：靜態(tài)輸入/輸出特性；輸出特性；2) 動(dòng)態(tài)特性分析：動(dòng)態(tài)輸入動(dòng)態(tài)特性分析：動(dòng)態(tài)輸入/輸出特性；輸出特性； 微分方程或差分方程；微分方程或差分方程； 對(duì)象的模型辯識(shí)；對(duì)象的模型辯識(shí)； 對(duì)象的參數(shù)辯識(shí)；對(duì)象的參數(shù)辯識(shí)；3) 干擾分析：干擾作用于被控制對(duì)象的輸出。干擾分析：干擾作用于

28、被控制對(duì)象的輸出。 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，首先進(jìn)行設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，首先進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)辨識(shí)，建立，建立數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型，但是大多數(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，理，但是大多數(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，理論推導(dǎo)這些系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型相當(dāng)困難。因此，一論推導(dǎo)這些系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型相當(dāng)困難。因此，一般采用般采用實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法找出系統(tǒng)的找出系統(tǒng)的模型特征模型特征和和參數(shù)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)（經(jīng)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)（經(jīng)驗(yàn)）模型模型 找出系統(tǒng)各種工況下的最佳狀態(tài)，然后存人微找出系統(tǒng)各種工況下的最佳狀態(tài)，然后存人微機(jī)內(nèi)存。實(shí)施控制時(shí)，微機(jī)不斷檢測(cè)系統(tǒng)的工況，機(jī)內(nèi)存。實(shí)施控制時(shí)，微機(jī)不斷檢測(cè)系統(tǒng)的工況，用查表的方法，查出該工況下的最佳控制值對(duì)系統(tǒng)用查表的方法

29、，查出該工況下的最佳控制值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。進(jìn)行控制。系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)辨識(shí)2.2.自動(dòng)控制理論簡介自動(dòng)控制理論簡介 控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代現(xiàn)代控制理論控制理論和和智能控制理論智能控制理論三個(gè)階段。自動(dòng)控制系統(tǒng)三個(gè)階段。自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為可分為開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)和和閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)。1)1)開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)是指被控對(duì)象的輸出開環(huán)控制系統(tǒng)是指被控對(duì)象的輸出(被控制量被控制量)對(duì)控制器的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng)中，不對(duì)控制器的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng)中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。依賴將被控量反送

30、回來以形成任何閉環(huán)回路。控制器控制器執(zhí)執(zhí) 行行機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)被被 控控對(duì)對(duì) 象象r(t) d(t)y(t) u(t) 開環(huán)控制系統(tǒng)的輸出開環(huán)控制系統(tǒng)的輸出y(t)產(chǎn)生偏差時(shí)，不能及產(chǎn)生偏差時(shí)，不能及時(shí)予以糾正。時(shí)予以糾正。 閉環(huán)控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)是指指系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出會(huì)反系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出會(huì)反饋回來影響控制器的輸出，形成一個(gè)或多個(gè)閉環(huán)。饋回來影響控制器的輸出，形成一個(gè)或多個(gè)閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為有反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為有反饋控制系統(tǒng)。 2)2)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 傳感器傳感器控制器控制器執(zhí)執(zhí) 行行機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)被被 控控對(duì)對(duì) 象象y(t)r(t)e(t)u(t)d(t)b(t)

31、 閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出y(t)產(chǎn)生偏差時(shí)，控制器產(chǎn)生偏差時(shí)，控制器能根據(jù)偏差對(duì)系統(tǒng)的輸出予以糾正。能根據(jù)偏差對(duì)系統(tǒng)的輸出予以糾正。參參 數(shù)數(shù)定定 義義被控制量被控制量 y(t)被控對(duì)象需要控制的參數(shù)，也稱為控制被控對(duì)象需要控制的參數(shù)，也稱為控制系統(tǒng)的輸出。系統(tǒng)的輸出。給給 定定 值值 r(t)希望控制系統(tǒng)的輸出能達(dá)到的期望值，希望控制系統(tǒng)的輸出能達(dá)到的期望值，也稱為參考輸入量或指令輸入量。也稱為參考輸入量或指令輸入量。反反 饋饋 量量 b(t)傳感器測(cè)量被控制量所產(chǎn)生的輸出量，傳感器測(cè)量被控制量所產(chǎn)生的輸出量， 一般與被控制量成線性關(guān)系。一般與被控制量成線性關(guān)系。誤差誤差/ /

32、偏差偏差e(t) 給定值與反饋量差值，給定值與反饋量差值，e(t) r(t) b(t)控控 制制 量量 u(t) 控制器根據(jù)誤差控制器根據(jù)誤差 e(t) 的輸入，經(jīng)的輸入，經(jīng) 過預(yù)先過預(yù)先設(shè)計(jì)控制算法得出的控制輸出量。設(shè)計(jì)控制算法得出的控制輸出量。執(zhí)行元件執(zhí)行元件輸輸 出出 量量d(t)執(zhí)行元件根據(jù)控制量執(zhí)行元件根據(jù)控制量 u(t) 的輸入，產(chǎn)生的輸入，產(chǎn)生的功率輸出量。的功率輸出量。3)3)閉環(huán)控制的參數(shù)閉環(huán)控制的參數(shù)4) 4) 反饋控制的主要過程反饋控制的主要過程1 測(cè)量測(cè)量：測(cè)量被控制的變量：測(cè)量被控制的變量y(t)，獲得，獲得反饋量反饋量b(t) ；2 比較比較：測(cè)量值：測(cè)量值b(t)

33、與給定的期望值與給定的期望值r(t)比較，得到比較，得到 誤差誤差或或偏差偏差e(t);3 控制控制：控制器根據(jù)該誤差：控制器根據(jù)該誤差e(t)的大小、變化產(chǎn)生的大小、變化產(chǎn)生 控制輸出量控制輸出量u(t)；4 執(zhí)行執(zhí)行：執(zhí)行器根據(jù)控制輸出量：執(zhí)行器根據(jù)控制輸出量u(t)產(chǎn)生產(chǎn)生功率輸出功率輸出 量量d(t)，以糾正系統(tǒng)的偏差。，以糾正系統(tǒng)的偏差。系統(tǒng)的系統(tǒng)的控制精度控制精度取決于取決于測(cè)量環(huán)節(jié)測(cè)量環(huán)節(jié)；系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制質(zhì)量取決于控制器的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制質(zhì)量取決于控制器的控制算法控制算法。主要包括四個(gè)過程：主要包括四個(gè)過程：主要組成：主要組成：5)5)閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成1 1 被

34、控對(duì)象被控對(duì)象：被控制的：被控制的裝置裝置或或過程過程。2 2 給定裝置給定裝置：設(shè)置設(shè)置被控裝置或過程被控裝置或過程需要控制參數(shù)需要控制參數(shù)的的 期望值期望值的的硬件硬件或或軟件軟件。3 3 傳傳 感感 器器：測(cè)量測(cè)量被控對(duì)象被控對(duì)象需要控制的參數(shù)需要控制的參數(shù)的的裝置裝置。4 4 控控 制制 器器：針對(duì)系統(tǒng)的偏差，按：針對(duì)系統(tǒng)的偏差，按特定的特定的控制算法控制算法 獲得獲得控制輸出控制輸出量的量的硬件硬件或或軟件軟件。5 5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)：根據(jù)控制輸出量控制輸出量產(chǎn)生產(chǎn)生功率輸出量功率輸出量的的裝裝 置置。 一個(gè)階躍輸入一個(gè)階躍輸入 r(t) 加到閉環(huán)系統(tǒng)上時(shí)，系統(tǒng)的加到閉環(huán)系統(tǒng)

35、上時(shí)，系統(tǒng)的輸出輸出 y(t)。ts tr(t)y(t)1trtpts te(t)1tr系統(tǒng)輸出的誤差曲線：系統(tǒng)輸出的誤差曲線：e(t) r(t)-y(t)6 6) )階躍響應(yīng)階躍響應(yīng) 7)7)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)控制系統(tǒng)的性能可以用控制系統(tǒng)的性能可以用穩(wěn)穩(wěn)、快快、準(zhǔn)準(zhǔn)來描述。來描述。1 1 穩(wěn)定性穩(wěn)定性（穩(wěn)穩(wěn)） 穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一個(gè)系統(tǒng)要能正常工作穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一個(gè)系統(tǒng)要能正常工作首先必須是穩(wěn)定的首先必須是穩(wěn)定的，從階躍響應(yīng)上看應(yīng)該是，從階躍響應(yīng)上看應(yīng)該是收斂的收斂的穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。2 2 動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)（快快） 系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)或過渡過程的快速性，通常系統(tǒng)的瞬態(tài)

36、響應(yīng)或過渡過程的快速性，通常用用上升時(shí)間上升時(shí)間 tr 、調(diào)節(jié)時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間 ts 和和超調(diào)量超調(diào)量定量描述。定量描述。3 3 靜態(tài)指標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)（準(zhǔn)準(zhǔn)） 控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控制精度，通常用控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控制精度，通常用穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)誤差誤差ess 來描述，來描述， pid控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有60 多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。1 1） pid ( ( 比例比例- -積分積分- -微分微分) ) 控制控制2.5.2 2.5.2 pid 控制算法控制算法 pid 控制器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、控

37、制器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便，成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。并調(diào)整方便，成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。并有系有系列化產(chǎn)品。列化產(chǎn)品。 當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象不完全了解不能通當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象不完全了解不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)， pid控制是控制是最適合用技術(shù)之一。最適合用技術(shù)之一。dttdekdektektudtip)()()()(0 pid 控制器由比例單元控制器由比例單元(p)、積分單元、積分單元(i)和微和微分單元分單元(d)組成。其輸入組成。其輸入 e(t) 與輸出與輸出 u(t) 的關(guān)系為：的關(guān)系為：傳感器傳感器積分積分執(zhí)

38、執(zhí) 行行機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)被被 控控對(duì)對(duì) 象象 e(t)r(t)u(t)y(t)d(t)b(t)微分微分比例比例+pid pid 控制，控制，在很多情況下，并不一定需要全部在很多情況下，并不一定需要全部三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控制是必不可少的。制是必不可少的。實(shí)際應(yīng)用中也有只用實(shí)際應(yīng)用中也有只用 pi 或或 pd 控制。控制。 pid 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。pid 控控制器使用中只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)比例增益制器使用中只需設(shè)定三個(gè)

39、參數(shù)比例增益kp、積分、積分增益增益ki 和微分增益和微分增益kd 即可。即可。比例控制比例控制積分控制積分控制微分控制微分控制控制控制輸出輸出與輸入誤差成比與輸入誤差成比例關(guān)系；例關(guān)系；與輸入信號(hào)的積與輸入信號(hào)的積分成正比關(guān)系；分成正比關(guān)系；與誤差的變化率與誤差的變化率成正比關(guān)系；成正比關(guān)系；特點(diǎn)特點(diǎn)其控制輸出取決其控制輸出取決于于誤差當(dāng)時(shí)刻誤差當(dāng)時(shí)刻的的狀態(tài)；狀態(tài)；其控制輸出取決其控制輸出取決于于誤差過去歷史誤差過去歷史的狀態(tài)；的狀態(tài)；其控制輸出取決其控制輸出取決于于誤差將發(fā)生變誤差將發(fā)生變化化的狀態(tài)；的狀態(tài)；優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)控制作用及時(shí)；控制作用及時(shí)； 消除穩(wěn)態(tài)誤差；消除穩(wěn)態(tài)誤差； 預(yù)測(cè)誤差變化

40、，預(yù)測(cè)誤差變化，減小減小振蕩；振蕩；缺點(diǎn)缺點(diǎn)單獨(dú)比例控制，單獨(dú)比例控制，存在穩(wěn)態(tài)誤差；存在穩(wěn)態(tài)誤差；積分作用太強(qiáng)，積分作用太強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生振蕩；會(huì)產(chǎn)生振蕩；微分微分作用太強(qiáng)，作用太強(qiáng)，輸出響應(yīng)緩慢輸出響應(yīng)緩慢 ；2 2） 比例、積分、微分控制的比較比例、積分、微分控制的比較模糊控制的基本方法：模糊控制的基本方法： 1 將精確量模糊化；將精確量模糊化； 2 將模糊變量分解成模糊子集；將模糊變量分解成模糊子集； 3 構(gòu)造模糊控制規(guī)則；構(gòu)造模糊控制規(guī)則； 4 確定控制器的模糊輸出量；確定控制器的模糊輸出量； 5 進(jìn)行模糊判決，得出控制量的精確值。進(jìn)行模糊判決，得出控制量的精確值。 2.5.3.2.5.3

41、.模糊控制算法模糊控制算法 模糊控制系統(tǒng)也是以模糊控制系統(tǒng)也是以模糊數(shù)學(xué)、模糊語言模糊數(shù)學(xué)、模糊語言和和模模糊邏輯推理糊邏輯推理為理論基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成為理論基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成的一種具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)。模糊制在汽的一種具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)。模糊制在汽車的車的制動(dòng)控制系統(tǒng)制動(dòng)控制系統(tǒng)、變速控制系統(tǒng)變速控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)懸架控制系統(tǒng)以及以及巡航控制系統(tǒng)巡航控制系統(tǒng)有所應(yīng)用。有所應(yīng)用。ts tr(t)y(t)1trtp2 2）模糊控制規(guī)則）模糊控制規(guī)則 d(t)=kg u(t)if if y(t)很小時(shí)，很小時(shí)， 即即e(t)很大很大 then u(t)應(yīng)很大應(yīng)

42、很大if if y(t)接近給定值，接近給定值， 即即e(t)很小很小 then u(t)取取適當(dāng)值適當(dāng)值if if y(t)超過給定值，超過給定值， 即即e(t)為負(fù)為負(fù) then u(t)取小取小if if y(t)超過給定很多，超過給定很多， 即即e(t)為負(fù)大為負(fù)大 then u(t)取取0 適當(dāng)值：對(duì)應(yīng)近似適當(dāng)值：對(duì)應(yīng)近似平衡功率的平衡功率的 uets te(t)1tr系統(tǒng)輸出的誤差曲線：系統(tǒng)輸出的誤差曲線：e(t) r(t)-y(t)0if if e=0+且且 e = 0- then u=ue if if e=0-且且 e = 0+ then u=ue 000if if e=0+且

43、且 e = 0+ then u=ue + uif if e=0 -且且 e = 0 - then u=ue - u3 3）模糊控制規(guī)則表）模糊控制規(guī)則表正大正大 正中正中正小正小0正正0負(fù)負(fù)負(fù)小負(fù)小 負(fù)中負(fù)中負(fù)大負(fù)大正大正大umax umaxumaxumaxumaxumaxumaxumax-正中正中正小正小0正正ue- uue 0負(fù)負(fù)ue ue- u負(fù)小負(fù)小負(fù)中負(fù)中負(fù)大負(fù)大00000000ee if if y(t) 或或e(t)狀態(tài)已知狀態(tài)已知 then 控制決策：給出控制決策：給出u(t) 最優(yōu)控制是所選擇的系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最最優(yōu)控制是所選擇的系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的一種控制算法。優(yōu)的一種

44、控制算法。 1） 性能指標(biāo)描述：提出性能指標(biāo)描述：提出目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 2） 控制系統(tǒng)中最優(yōu)控制的設(shè)計(jì)方法主要有：控制系統(tǒng)中最優(yōu)控制的設(shè)計(jì)方法主要有： 1 極大（?。┲翟順O大（?。┲翟?2 動(dòng)態(tài)規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃 3）實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制的前提是必須獲得控制系統(tǒng)的）實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制的前提是必須獲得控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，提出合理的目標(biāo)函數(shù)。這是最優(yōu)控制在數(shù)學(xué)模型，提出合理的目標(biāo)函數(shù)。這是最優(yōu)控制在很多情況下難以得到應(yīng)用的主要原因。很多情況下難以得到應(yīng)用的主要原因。 最優(yōu)控制最優(yōu)控制在汽車控制系統(tǒng)中的在汽車控制系統(tǒng)中的電子控制懸架系電子控制懸架系統(tǒng)統(tǒng)有所應(yīng)用。有所應(yīng)用。2.5.4 2.5.4 最優(yōu)控制最優(yōu)控制 自

45、適應(yīng)控制是能適應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生較大變化自適應(yīng)控制是能適應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生較大變化的一種控制算法。的一種控制算法。 1）自適應(yīng)控制有兩個(gè)分支：）自適應(yīng)控制有兩個(gè)分支： 1 參考模型自適應(yīng)控制參考模型自適應(yīng)控制 2 自校正自適應(yīng)控制自校正自適應(yīng)控制 2）實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制的前提是必須提出）實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制的前提是必須提出合適的參合適的參考模型（參考模型自適應(yīng)控制考模型（參考模型自適應(yīng)控制)，或者能，或者能實(shí)時(shí)辨識(shí)實(shí)時(shí)辨識(shí)控制系統(tǒng)的模型參數(shù)（自校正自適應(yīng)控制）控制系統(tǒng)的模型參數(shù)（自校正自適應(yīng)控制）。 自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制在汽車控制系統(tǒng)中有一定的應(yīng)用，在汽車控制系統(tǒng)中有一定的應(yīng)用，如發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制。如發(fā)動(dòng)機(jī)

46、空燃比控制。2.5.5 2.5.5 自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制2.5.6 2.5.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)發(fā)展成為智能控制的一個(gè)新分支，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)發(fā)展成為智能控制的一個(gè)新分支，為解決復(fù)雜的非線性、不確定及不確知系統(tǒng)的控制總是開為解決復(fù)雜的非線性、不確定及不確知系統(tǒng)的控制總是開辟了新途徑。辟了新途徑。1)1)用于控制的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)用于控制的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)1 并行分布處理并行分布處理：具有高度的并行結(jié)構(gòu)和并行實(shí)現(xiàn)能力，：具有高度的并行結(jié)構(gòu)和并行實(shí)現(xiàn)能力，有較好的耐故障能力和較快的總體處理能力。有較好的耐故障能力和較快的總體處理能力。2 非線性映射非線性映射： 這一特

47、性給非線性控制問題帶來新的希這一特性給非線性控制問題帶來新的希望。望。 3 通過訓(xùn)練進(jìn)行學(xué)習(xí)通過訓(xùn)練進(jìn)行學(xué)習(xí)： 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過所研究系統(tǒng)過去神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過所研究系統(tǒng)過去的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行訓(xùn)練的。能夠解決那些由數(shù)學(xué)模型或描述的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行訓(xùn)練的。能夠解決那些由數(shù)學(xué)模型或描述規(guī)則難以處理的控制過程問題。規(guī)則難以處理的控制過程問題。4 適應(yīng)與集成適應(yīng)與集成。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)在線運(yùn)行，并能同時(shí)進(jìn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)在線運(yùn)行，并能同時(shí)進(jìn)行定量和定性操作。這些特性特別適于復(fù)雜、大規(guī)模和多行定量和定性操作。這些特性特別適于復(fù)雜、大規(guī)模和多變量系統(tǒng)的控制。變量系統(tǒng)的控制。2.6.12.6.1綜合控制的原則綜合控制的

48、原則 1.1.改善性能、改善性能、2.2.消除干擾、消除干擾、3.3.增加功能、增加功能、 4.4.相輔相成相輔相成 5.5.共同使用共同使用2.6 2.6 汽車綜合控制汽車綜合控制2.6.22.6.2綜合控制的分類綜合控制的分類1.1.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制(pcm) 將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，集將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制( (pcm) )。2.2.底盤綜合控制系統(tǒng)底盤綜合控制系統(tǒng)（ucc） 通過中央底盤控制器，將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、通過中央底盤控制器，將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過

49、總線進(jìn)行連接，形成一體動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，形成一體化底盤綜合控制系統(tǒng)（化底盤綜合控制系統(tǒng)（ucc）。）。3.3.整車綜合控制系統(tǒng)整車綜合控制系統(tǒng) 以四輪驅(qū)動(dòng)為核心，將以四輪驅(qū)動(dòng)為核心，將電子控制燃油噴射電子控制燃油噴射(efi)系統(tǒng)、自動(dòng)變速器系統(tǒng)、自動(dòng)變速器(ect)系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、abs、牽引力控制系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)( (tcs) )、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)( (asr) )綜合在一起進(jìn)行控制。綜合在一起進(jìn)行控制。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而是你努力的不夠多。2、孤單一人的時(shí)間使自己變得優(yōu)秀，給來的人一個(gè)驚喜

50、，也給自己一個(gè)好的交代。3、命運(yùn)給你一個(gè)比別人低的起點(diǎn)是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個(gè)絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!4、心中沒有過分的貪求，自然苦就少?？诶锊徽f多余的話，自然禍就少。腹內(nèi)的食物能減少，自然病就少。思緒中沒有過分欲，自然憂就少。大悲是無淚的，同樣大悟無言。緣來盡量要惜，緣盡就放。人生本來就空，對(duì)人家笑笑，對(duì)自己笑笑，笑著看天下，看日出日落，花謝花開，豈不自在，哪里來的塵埃!25、你不能拼爹的時(shí)候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上沒有障礙，人還有什么可做的呢。27、我們無法選擇自己的出身，可是我們的未來是自己去改變的。勵(lì)志名言：比別人多一點(diǎn)執(zhí)著，你就會(huì)創(chuàng)造奇跡2

51、8、偉人之所以偉大，是因?yàn)樗c別人共處逆境時(shí)，別人失去了信心，他卻下決心實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。29、人生就像一道漫長的階梯，任何人也無法逆向而行，只能在急促而繁忙的進(jìn)程中，偶爾轉(zhuǎn)過頭來，回望自己留下的蹣跚腳印。30、時(shí)間，帶不走真正的朋友；歲月，留不住虛幻的擁有。時(shí)光轉(zhuǎn)換，體會(huì)到緣分善變；平淡無語，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在與不在，都會(huì)惦念；無心的情，無論你好與不好，只是漠然。走過一段路，總能有一次領(lǐng)悟；經(jīng)歷一些事，才能看清一些人。31、我們無法選擇自己的出身，可是我們的未來是自己去改變的。32、命好不如習(xí)慣好。養(yǎng)成好習(xí)慣，一輩子受用不盡。33、比別人多一點(diǎn)執(zhí)著，你就會(huì)創(chuàng)造奇跡。50、想像力

52、比知識(shí)更重要。不是無知，而是對(duì)無知的無知，才是知的死亡。51、對(duì)于最有能力的領(lǐng)航人風(fēng)浪總是格外的洶涌。52、思想如鉆子，必須集中在一點(diǎn)鉆下去才有力量。53、年少時(shí)，夢(mèng)想在心中激揚(yáng)迸進(jìn)，勢(shì)不可擋，只是我們還沒學(xué)會(huì)去戰(zhàn)斗。經(jīng)過一番努力，我們終于學(xué)會(huì)了戰(zhàn)斗，卻已沒有了拼搏的勇氣。因此，我們轉(zhuǎn)向自身，攻擊自己，成為自己最大的敵人。54、最偉大的思想和行動(dòng)往往需要最微不足道的開始。55、不積小流無以成江海，不積跬步無以至千里。56、遠(yuǎn)大抱負(fù)始于高中，輝煌人生起于今日。57、理想的路總是為有信心的人預(yù)備著。58、抱最大的希望，為最大的努力，做最壞的打算。59、世上除了生死，都是小事。從今天開始，每天微笑吧。60、一勤天下無難事，一懶天下皆難事。61、在清醒中孤獨(dú)，總好過于在喧囂人群中寂寞。62、心里的感覺總會(huì)是這樣，你越期待的會(huì)越行越遠(yuǎn)，你越在乎的對(duì)你的傷害越大。63、彩虹風(fēng)雨后，成功細(xì)節(jié)中。64、有些事你是繞不過去的，你現(xiàn)在逃避，你以后就會(huì)話十倍的精力去面對(duì)。65、只要有信心，就能在信念中行走。66、每天告訴自己一次，我真的很不錯(cuò)。67、心中有理想 再累也快樂68、發(fā)光并非太陽的專利，你也可以發(fā)光。69、任何山都可以移動(dòng)，只要把沙土一卡車一卡車運(yùn)走即可。70、當(dāng)你的希望一個(gè)個(gè)落空，你也要堅(jiān)定，要沉著！71、生