【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机控制，尤其涉及一种参数整定方法、自整定设备、存储介质及控制器。
技术介绍
1、 可变气门正时vvt（variable valve timing）技术常用来改善发动机运行的动力性、经济性和环保参数等指标，将不同工况下的目标进排气位置优化到一个最优值，并将其存入对应的目标位置map中；发动机实际运行时，控制系统根据当前工况，从map中查询对应的目标进排气位置，随后执行机构根据预先设置的参数进行位置调节。
2、为了加快调节过程，其间可加入pid控制器来修正参数；为了保证发动机控制系统在动态工况下，能将vvt快速、准确地调节到目标位置，需要对pid控制器的参数进行整定。
3、相关技术中的pid参数整定由人工完成，采用经验法进行整定；由于车辆、发动机参数等的差异，这一过程需要人工进行大量的试验和反复的优化验证；其测试过程耗时较长、依赖个人经验，优化结果的一致性较差，亟需对上述过程进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术实施例公开了一种参数整定方法，用于发动机气门正时控制，其核心过程包括第五参数处理步骤；该第五参数处理步骤获取第一种群数据group；以该第一种群数据group中第n个参数矢量替换比例积分微分控制，即pid控制对应的标定量；进而，根据目标位置数组sp[]对应的时间戳，实时修改目标位置数组sp[]中的目标位置；其中，可以通过改变目标位置数组sp[]来模拟不同的vvt位置。
2、其中，目标位置为发动机气门正时系统的目标进排气位置
3、具体地，其第一种群数据的参数矢量可以由m个pid参数矢量构成，m为正整数；其第n个参数矢量可以是第一比例参数kpn、第二积分参数kin和第三微分参数kdn至少之一构成的矢量，即kpidn（kpn，kin，kdn）。
4、进一步地，该参数整定方法还可通过设置第三工况模拟步骤，对全局的参数进行整定和优化；该第三工况模拟步骤调整发动机或车辆的运行状态，并使发动机或车辆运行在目标工况下，以模拟发动机气门正时系统的进排气位置。
5、其中，可通过调整发动机或车辆的台架、测功机的转速和/或扭矩来调整上述目标工况。
6、进一步地，该参数整定方法还可设置有第一数据激励步骤，用以向上述整定和优化过程提供模拟数据；即模拟发动机或车辆的目标工况，将发动机气门正时系统的目标进排气位置图map对应的坐标作为输入值，传递给上述整定、优化过程，使得整定的参数更加全面，以适应发动机实际的工作场景。
7、其中，第一数据激励步骤还可获取上述参数矢量的边界条件，避免出现异常值或不收敛的工况；其边界条件包括第一比例参数kpn、第二积分参数kin和第三微分参数kdn各自的上下限集合kp、ki、kd。
8、 进一步地，其第一数据激励步骤还可进一步优化差分进化过程的第一参数集；其中，第一参数集的元素包括第一种群数据group的大小m的优化值optm，最大迭代次数imax、变异因子f、交叉概率cr（crossover rate）和/或超调量os（over shoot）权重f；其第一参数集用以改进整定值差分进化的迭代过程。
9、其中，如迭代过程尚未达到最大迭代次数imax，则对差分进化过程实施选择、变异和/或交叉操作，使种群进化至下一代并重复执行第五参数处理步骤直至达到最大迭代次数imax。
10、相应地，本专利技术实施例还公开了一种自整定设备，用于发动机气门正时控制参数优化，其核心包括第五参数处理单元，用以获取第一种群数据group，并以第一种群数据group中第n个参数矢量替换比例积分微分控制即pid控制对应的标定量；根据目标位置数组sp[]对应的时间戳，实时修改目标位置数组sp[]中的目标位置；其中，目标位置为发动机气门正时系统的目标进排气位置图map的参数。
11、同时，通过记录正时系统vvt的实际位置并存入实际位置数组rpn[]；再根据pid控制的超调量与绝对平均误差的加权值解算目标位置数组sp[]及实际位置数组rpn[]的适应度集合，并以该适应度集合最小元素对应个体的参数矢量作为整定值输出。
12、其中，第一种群数据的参数矢量包括m个pid参数矢量，m为正整数；其第n个参数矢量包括第一比例参数kpn、第二积分参数kin和第三微分参数kdn至少之一。
13、进一步地，该自整定设备还可设置有第三工况模拟单元，用以调整发动机或车辆的运行状态，并使发动机或车辆运行在目标工况下；该目标工况用于模拟发动机气门正时系统的进排气位置；其中，可通过调整发动机或车辆的台架、测功机的转速和/或扭矩来调整目标工况。
14、进一步地，为了获得全局参数的整定，该自整定设备还可设置有第一数据激励单元，用以模拟发动机或车辆的目标工况；其目标工况信息包括发动机气门正时系统的目标进排气位置图map对应的坐标；其中，第一数据激励单元还可获取参数矢量的边界条件；该边界条件包括第一比例参数kpn、第二积分参数kin和第三微分参数kdn各自的上下限集合kp、ki、kd。
15、 其中，第一数据激励单元还可获取差分进化过程的第一参数集；该第一参数集的元素包括其第一种群数据group大小m的优化值optm，最大迭代次数imax、变异因子f、交叉概率cr（crossover rate）和/或超调量os（over shoot）的权重f；其第一参数集用以改进整定值差分进化的迭代过程；如迭代过程尚未达到最大迭代次数imax，则可对差分进化过程实施选择、变异和/或交叉操作，使种群进化至下一代并重复执行其第五参数处理单元直至达到最大迭代次数imax。
16、类似地，本专利技术实施例还公开了一种计算机存储介质和一种控制器；其计算机存储介质包括用于存储计算机程序的存储介质本体；当计算机程序在被微处理器执行时，即可实现如上任一的参数整定方法；其控制器包括如上任一的自整定设备和/或任一的计算机存储介质，用以解决同样的技术问题。
17、综上，本专利技术可用于可变气门正时vvt系统气门位置pid参数的自整定；其第五参数处理步骤/单元以pid参数替换发动机气门正时控制系统的标定量，根据pid控制的超调量与绝对平均误差的加权值解算得到的适应度集合来优化参数，并得到优化参数矢量对应的整定值；其第三工况模拟步骤和第一数据激励步骤完善了数据模拟和遍历过程，为差分进化过程的第一参数集及模型的选择、变异和/或交叉操作提供支持，可替代物理试验并获得发动机或车辆在目标工况下优化的pid参数。
18、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种参数整定方法，用于发动机气门正时控制，其特征在于包括第五参数处理步骤（500）；所述第五参数处理步骤（500）获取第一种群数据（110）Group；并以所述第一种群数据（110）Group中第n个参数矢量替换比例积分微分控制即PID控制对应的标定量；再根据目标位置数组SP[]对应的时间戳，实时修改所述目标位置数组SP[]中的目标位置；所述目标位置为发动机气门正时系统的目标进排气位置图Map的参数；同时，记录正时系统VVT的实际位置并存入实际位置数组RPn[]；根据所述PID控制的超调量与绝对平均误差的加权值解算所述目标位置数组SP[]及所述实际位置数组RPn[]的适应度集合（555）；再以所述适应度集合（555）最小元素对应个体的所述参数矢量作为整定值（599）输出。
2.如权利要求1的所述参数整定方法，其中：所述第一种群数据（110）的所述参数矢量包括M个PID参数矢量，M为正整数；所述第n个所述参数矢量包括第一比例参数（111）kpn、第二积分参数（112）kin和第三微分参数（113）kdn至少之一。
3.如权利要求1或2的所述参数整定方法，
4.如权利要求3的所述参数整定方法，其中：通过调整所述发动机或车辆（900）的台架、测功机的转速和/或扭矩来调整所述目标工况。
5.如权利要求1、2或4中任一项的所述参数整定方法，还包括第一数据激励步骤（100）；所述第一数据激励步骤（100）模拟所述发动机或车辆（900）的所述目标工况，所述目标工况信息包括所述发动机气门正时系统的目标进排气位置图Map对应的坐标。
6.如权利要求5的所述参数整定方法，其中：所述第一数据激励步骤（100）还获取所述参数矢量的边界条件；所述边界条件包括所述第一比例参数（111）kpn、所述第二积分参数（112）kin和所述第三微分参数（113）kdn各自的上下限集合KP、KI、KD。
7.如权利要求6的所述参数整定方法，其中：所述第一数据激励步骤（100）还获取差分进化过程的第一参数集（101）；所述第一参数集（101）的元素包括所述第一种群数据（110）Group大小M的优化值OptM，最大迭代次数imax、变异因子F、交叉概率CR和/或超调量权重f；所述第一参数集（101）用以改进所述整定值（599）差分进化的迭代过程。
8.如权利要求6的所述参数整定方法，其中：如所述迭代过程尚未达到所述最大迭代次数imax，则对所述差分进化过程实施选择、变异和/或交叉操作，使种群进化至下一代并重复执行所述第五参数处理步骤（500）直至达到所述最大迭代次数imax。
9.一种自整定设备（600），用于发动机气门正时控制参数优化，包括第五参数处理单元（650）；所述第五参数处理单元（650）获取第一种群数据（110）Group；以所述第一种群数据（110）Group中第n个参数矢量替换比例积分微分控制即PID控制对应的标定量；根据目标位置数组SP[]对应的时间戳，实时修改所述目标位置数组SP[]中的目标位置，所述目标位置为发动机气门正时系统的目标进排气位置图Map的参数；同时，记录正时系统VVT的实际位置并存入实际位置数组RPn[]；根据所述PID控制的超调量与绝对平均误差的加权值解算所述目标位置数组SP[]及所述实际位置数组RPn[]的适应度集合（555），再以所述适应度集合（555）最小元素对应个体的所述参数矢量作为整定值（599）输出。
10.如权利要求9的所述自整定设备（600），其中：所述第一种群数据（110）的所述参数矢量包括M个PID参数矢量，M为正整数；所述第n个所述参数矢量包括第一比例参数（111）kpn、第二积分参数（112）kin和第三微分参数（113）kdn至少之一。
11.如权利要求9或10的所述自整定设备（600），还包括第三工况模拟单元（630）；所述第三工况模拟单元（630）调整发动机或车辆（900）运行状态，并使所述发动机或车辆（900）运行在目标工况下；所述目标工况用于模拟所述发动机气门正时系统的进排气位置；其中：通过调整所述发动机或车辆（900）的台架、测功机的转速和/或扭矩来调整所述目标工况。
12.如权利要求11的所述自整定设备（600），还包括第一数据激励单元（610）；所述第一数据激励单元（610）模拟所述发动机或车辆（900）的所述目标工况，所述目标工况信息包括所述发动机气...
【技术特征摘要】
1.一种参数整定方法，用于发动机气门正时控制，其特征在于包括第五参数处理步骤（500）；所述第五参数处理步骤（500）获取第一种群数据（110）group；并以所述第一种群数据（110）group中第n个参数矢量替换比例积分微分控制即pid控制对应的标定量；再根据目标位置数组sp[]对应的时间戳，实时修改所述目标位置数组sp[]中的目标位置；所述目标位置为发动机气门正时系统的目标进排气位置图map的参数；同时，记录正时系统vvt的实际位置并存入实际位置数组rpn[]；根据所述pid控制的超调量与绝对平均误差的加权值解算所述目标位置数组sp[]及所述实际位置数组rpn[]的适应度集合（555）；再以所述适应度集合（555）最小元素对应个体的所述参数矢量作为整定值（599）输出。
2.如权利要求1的所述参数整定方法，其中：所述第一种群数据（110）的所述参数矢量包括m个pid参数矢量，m为正整数；所述第n个所述参数矢量包括第一比例参数（111）kpn、第二积分参数（112）kin和第三微分参数（113）kdn至少之一。
3.如权利要求1或2的所述参数整定方法，还包括第三工况模拟步骤（300）；所述第三工况模拟步骤（300）调整发动机或车辆（900）运行状态，并使所述发动机或车辆（900）运行在目标工况下；所述目标工况用于模拟所述发动机气门正时系统的进排气位置。
4.如权利要求3的所述参数整定方法，其中：通过调整所述发动机或车辆（900）的台架、测功机的转速和/或扭矩来调整所述目标工况。
5.如权利要求1、2或4中任一项的所述参数整定方法，还包括第一数据激励步骤（100）；所述第一数据激励步骤（100）模拟所述发动机或车辆（900）的所述目标工况，所述目标工况信息包括所述发动机气门正时系统的目标进排气位置图map对应的坐标。
6.如权利要求5的所述参数整定方法，其中：所述第一数据激励步骤（100）还获取所述参数矢量的边界条件；所述边界条件包括所述第一比例参数（111）kpn、所述第二积分参数（112）kin和所述第三微分参数（113）kdn各自的上下限集合kp、ki、kd。
7.如权利要求6的所述参数整定方法，其中：所述第一数据激励步骤（100）还获取差分进化过程的第一参数集（101）；所述第一参数集（101）的元素包括所述第一种群数据（110）group大小m的优化值optm，最大迭代次数imax、变异因子f、交叉概率cr和/或超调量权重f；所述第一参数集（101）用以改进所述整定值（599）差分进化的迭代过程。
8.如权利要求6的所述参数整定方法，其中：如所述迭代过程尚未达到所述最大迭代次数imax，则对所述差分进化过程实施选择、变异和/或交叉操作，使种群进化至下一代并重复执行所述第五参数处理步骤（500）直至达到所述最大迭代次数imax。
9.一种自整定设备（600），用于发动机气门正时控制参数优化，包括第五参数处理单元（650）...
【专利技术属性】
技术研发人员：包松杰，李兵洋，刁玉辉，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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