[发明专利]一种基于模糊PID控制的柴油机尾气颗粒浓度检测装置

摘要

本发明公开了一种基于模糊PID控制的柴油机尾气颗粒浓度检测装置，包括气体流速传感器、主控板、电动流量阀驱动电路、电动流量阀、流量泵，柴油机尾气颗粒传感器，柴油机尾气颗粒浓度装置采用模糊PID控制系统：包括输入模块，模糊控制模块，PID控制模块；所述主控板上的控制器以给定的气体流速值与气体流速传感器测量值的偏差e和偏差变化率△e作为输入变量，PID控制器的参数K_p、K_i、K_d作为输出量，对PID调节器进行控制，从而使给予柴油机尾气颗粒传感器(1)的气体流速稳定，由于采用新的传感器结构和电路结构以及相应的微控制器检测柴油机气体流速模糊PID控制算法，从而能够在稳定流速的条件下，测得相应的柴油机尾气粉尘颗粒浓度。

主权项

1.一种基于模糊PID控制的柴油机尾气颗粒浓度检测装置，包括气体流速传感器(2)、主控板(3)、电动流量阀驱动电路(4)、电动流量阀(6)、流量泵(7)，柴油机尾气颗粒传感器(1)，所述流量泵(7)与主控板(3)相连接，所述气体流速传感器(2)安装于气路通道上，所述气体流速传感器(2)与所述主控板的第一A／D模块(3.1)相连接；所述柴油机尾气颗粒传感器(1)与主控板上的第二A／D模块(3.2)相连接，所述主控板(3)通过输出PWM信号电路与所述电动流量阀驱动电路(4)相连接，所述电动流量阀(6)与电动流量阀驱动电路(4)相连接；其特征在于：柴油机尾气颗粒浓度装置采用模糊PID控制系统：包括输入模块(11)，模糊控制模块(12)，PID控制模块(13)；相对应的输入模块(11)采用触摸屏(5)及相应电路，PID控制器执行机构采用电动流量阀(6)；所述主控板上的控制器(3.3)以给定的气体流速值与气体流速传感器测量值的偏差e和偏差变化率△e作为输入变量，PID控制器的参数Kp、Ki、Kd作为输出量，对PID调节器进行控制，从而使给予柴油机尾气颗粒传感器(1)的气体流速稳定，该模糊PID控制算法包括如下步骤：1)、向控制器(3.3)设定变量m，所述气体流速传感器电压信号f进行比较，偏差为e；偏差变化率△e=e(n)-e(n-1)；PID控制器的参数Kp、Ki、Kd作为输出量，对PID调节器进行控制，最终输出量u；2)、将输入变量偏差e，偏差变化率△e，输出量Kp，Ki，Kd进行模糊化；e,△e,Kp，Ki，Kd的模糊域为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}；e、△e的域为{-3，-2，-2，-1，0，1，2，3}；Ki，Kp，Kd的论域为{-4.5，-3，-1.5，0，1，3，4.5}；3)、本控制器的控制规则形式为IfE and△E Then U，控制规则采用模糊推理合成法，分别为IF e and△e，Then Kp；IF e and△e，Then Ki；IF e and△e，Then Kd；4)、通过模糊推理得到的为模糊集合，采用最大隶属度法进行反模糊化；5)、依据PID参数整定原则及经验总结，可以得到输出量u：u=Kpe(n)+KiΣi=0i=ne(i)+Kd[Δe(i)].]]>