专利名称：调节系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种调节系统及调节方法。本发明尤其涉及借助多个调节部件及执行器对其调节量进行处理的调节系统和 调节方法。虽然本发明特别有利于在车辆中实行，但其并非仅限于针对车辆的应用，而是可 以普遍应用于借助多个不同调节部件来处理调节量的任意系统。
背景技术：
在此类系统中，PID调节器的使用是已知的(PID调节器=比例-积分-微分调节 器)，该调节器是指这样的调节器，即它包括具有成比例份额增益的成比例P元件；具有在 调节量上进行调节误差时间积分的集成I元件；响应调节误差变化速度的微分D元件。实际应用中存在以下问题，即系统中已有的不同执行器通常具有互不相同的特点 和物理属性。因此，在系统中所有调节部件仅使用单一 PID调节器的情况下，不能充分考虑 到各调节部件的不同特点，以至于调节不精确或仅能以不充分的调节速度进行调节。另一方面，由于独立的PID调节器能够“彼此相对”工作，例如当一个PID调节器 根本不驱动或向相反的方向驱动其所属调节部件时，另一个PID调节器则完全驱动其所属 调节部件，因此单独PID调节器在多个调节部件情况下向每个独立调节部件的分配会导致 不稳定性。基于上述背景，本发明的目的在于，提供一种调节系统及调节方法，它们在已有更 多不同调节部件的情况下也能够实现精确的调节。上述问题将通过根据本发明的调节系统以及调节方法得以解决。
发明内容
根据本发明，一种用于减小调节量实际值与调节量理论值之间的调节误差的调节 系统包括至少两个调节部件以及用于驱动所述调节部件的至少一个调节器，其中该调节器 具有由以下元件构成的组合至少一个具有成比例分数加固的P元件；至少一个响应调节 误差变化速度的微分D元件；至少一个具有调节误差时间积分的集成I元件，其中各独立的 P元件、各独立的D元件以及公共的I元件被分配给至少两个调节部件。该发明特别基于以下概念为了调节具有多个调节部件及执行器的系统，这样来 修正PID调节，即根据本发明的调节器包含多个P元件和D元件(最好是一个P元件和一 个D元件分别用于每个调节部件)，而只包括一个用于调节部件的公共的I元件。一方面由 于存在最好用于每个调节部件的已有P元件和D元件，通过这种方式就能够考虑到不同调 节部件各不相同的特点和物理属性。另一方面还由于存在公共的I元件，避免了本文开篇 所提及的不稳定性以及非预期的调节部件冲突和矛盾的操控。根据一实施例，各独立的P元件、各独立的D元件以及公共的I元件被分配给调节 系统的所有调节部件。根据一实施例，各自不同的优先级区分被分配给至少两个调节部件。
根据一实施例，对各调节元件产生影响并通过调节器计算出的调节量Un(t)的时 间状态可以表示为
权利要求
1.一种调节系统，用于减小调节量实际值与调节量理论值之间的调节误差，其包括至 少两个调节部件(110、120... ；210,220...)以及用于驱动所述调节部件(110、120...； 210,220...)的至少一个调节器，所述调节器具有由以下元件构成的组合至少一个具有 成比例分数加固的P元件(111、121...)；至少一个响应调节误差变化速度的微分D元件 (112,122...)；至少一个具有调节误差时间积分的集成I元件(130)，其特征在于，各独立 的P元件(111、121...)、各独立的D元件(112、122...)以及公共的I元件(130)被分配给 至少两个所述调节部件(110、120. . . ；210,220...)。
2.如权利要求1所述的调节系统，其特征在于，各独立的P元件(111、121...)、各独立 的D元件(112、122...)分别和公共的I元件(130) —起被分配给所述调节系统的所有调 节部件(110、120· · · ；210、220· · ·)。
3.如权利要求1或2所述的调节系统，其特征在于，互不相同的优先级区分被分配给至 少两个调节部件(110、120. . . ；210,220...)。
4.如权利要求1至3所述的调节系统，其特征在于，对所述调节部件(110、120...； 210,220...)产生影响并通过所述调节器计算得来的调节量un (t)的时间状态可表示为 (O = KpAO + Ki ]e(T)d(T) + Kdn^- + Kon其中，e(t)为调节误差，Kpn为各成比例的份额增益，Kdn为各D元件的增益，Ki为公共 I元件(130)的增益，而1( 为用于所涉及调节部件(110,120... ；210,220...)的优先级区 分的偏移值。
5.如权利要求4所述的调节系统，其特征在于，各自不同的偏移值K。n被分配给至少两 个调节部件(110、120... ；210、220...)，特别是分配给所有调节部件。
6.如上述权利要求中任一项所述的调节系统，其特征在于，所述调节量是冷却水回路 的冷却水的温度，尤其是车辆的冷却水回路中的冷却水的温度。
7.如权利要求6所述的调节系统，其特征在于，调节部件中的一个(210)是恒温器，而 调节部件中的另一个(220)是可调通风装置。
8.一种调节方法，通过该方法来减小调节量实际值与调节量理论值之间的调节误差， 该方法被应用到至少两个调节部件(110、120... ；210,220...)以及用于驱动所述调节部 件(110、120... ；210,220...)的至少一个调节器，其中所述调节器具有由以下元件构成的 组合至少一个具有成比例分数加固的P元件(111、121...)；至少一个响应调节误差变化 速度的微分D元件(112、122...)；至少一个具有调节误差时间积分的集成I元件(130)，其 特征在于，各独立的P元件(111、121...)、各独立的D元件(112、122...)以及公共的I元 件(130)被分配给至少两个调节部件(110、120. . . ；210,220...)。
全文摘要
本发明涉及一种调节系统及调节方法。该调节系统用于减小调节量实际值与该调节量理论值之间的调节误差，其包括至少两个调节部件(110、120...；210、220...)以及用于驱动调节部件(110、120...；210、220...)的至少一个调节器，所述调节器具有由以下元件构成的组合即至少一个具有成比例分数加固的P元件(111、121...)；至少一个响应调节误差变化速度的微分D元件(112、122...)；至少一个具有调节误差时间积分的集成I元件(130)，其特征在于，各独立的P元件(111、121...)、各独立的D元件(112、122...)以及公共的I元件(130)被分配给至少两个调节部件(110、120...；210、220...)。
文档编号G05B11/42GK102135759SQ20101058583
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年1月26日
发明者B·舒马赫 申请人:福特环球技术公司