任务3.6 车速PID控制功能开发-学生工作页答案

任务3.6车速PID控制功能开发-学生工作页姓名班级学号实训室小组时间一、接受任务随着现代汽车工业的飞速发展，汽车的安全性和舒适性成为了人们关注的焦点。在众多的汽车控制系统中，车速控制无疑是其中最为关键的一环。它直接关联到驾驶者的行车体验以及车辆在道路上的行驶安全。而PID（比例-积分-微分）控制作为一种经典且广泛应用的控制算法，其在车速控制系统中的开发与应用，更是值得我们深入探讨和实践的课题。假设你是某家线控底盘解决方案供应商的测试工程师，需要对线控驱动系统车速PID控制功能进行开发，你应该如何完成这项任务？并如何对开发的车速PID控制功能进行测试?提示：此次任务我们将从理论到实践，全方位地了解PID控制算法在车速控制系统中的应用，通过编写车速PID控制的程序，完成车速PID控制功能的开发，并对开发后的结果进行测试和调参。提示：此次任务我们将从理论到实践，全方位地了解PID控制算法在车速控制系统中的应用，通过编写车速PID控制的程序，完成车速PID控制功能的开发，并对开发后的结果进行测试和调参。二、收集信息1．PID控制原理简称中文含义作用p比例控制对偏差瞬间做出反应I积分控制消除静态误差D微分控制阻止偏差的变化简称中文含义公式p比例控制u(t)=e(t)*KpPI比例积分控制u(t)=Kp*e(t)+Ki∑e(t)+u0PID比例积分微分控制u(t)=Kp*e(t)+Ki∑e(t)+Kd[e(t)–e(t-1)]+u02．简述PID控制参数整定的步骤。答：（1）先仅加入比例控制，关闭I和D（也就是系统设为0）。逐渐加大比例系数，使控制对象产生振荡。（2）减小比例系统，找到控制对象的临界振荡点。（3）再加入积分控制，逐渐加大积分系数，使控制对象达到目标值。（4）观察超调量、振荡和稳定时间是否吻合要求。根据超调量和振荡的情况适当增加微分控制，逐渐加大积分系数，同时改变比例系数和积分系数，直到得到满意的控制效果。3．简述PID控制的优点。答：（1）原理简单，使用方便由于不需要知道系统的模型，仅仅根据反馈量进行调节，新手能够很好地上手。调节参数也是只有三个，调节起来比较简单。（2）适应性强根据反馈量的不同，可以设计出不同的PID控制器，控制的也是反馈量，也就是偏差，使之偏差为零，这个反馈，可以是速度，也可以是位置等。广泛应用于各种生产部门，适用于多种控制方式。（3）鲁棒性强其控制品质对被控对象的特性变化不太敏感，系统鲁棒性强。三、制定计划步骤作业内容工具注意事项预计用时1实施准备：检查设备，连接设备，启动设备线控底盘，测试电脑，CAN分析仪，BDM下载器，千斤顶连接CAN分析仪，注意是将车辆外接CAN0接口连接到CAN分析仪CAN1通道3分钟2车速PID控制功能开发实施：编写车速PID控制程序，初步调整PID参数，固件烧入，在线查看PID参数，车速PID控制测试及PID调参线控底盘，测试电脑，上位机，“FreescaleCodewarrior”软件注意正确编写代码；在“UpdateRate”窗口中，需将数值改为1，否则显示的变量值不是实时更新30分钟4系统复原，整理清洁线控底盘，测试电脑，CAN分析仪，BDM下载器，千斤顶须先关闭线控底盘电源，才能关闭遥控器2分钟5检查评价，总结反思检查与评分表，总结反思表注意评价的客观性，注意进行深刻反思5分钟四、操作实施1．实施准备作业内容作业项目作业示范检查设备R穿戴好工作手套和安全帽，将工具设备等摆放在工位上R检查线控底盘外观是否正常，内部零件是否齐全，线束连接是否正常R用千斤顶举升线控底盘后轮R检查测试电脑外观是否正常R检查CAN分析仪外观是否正常无破损R检查BDM下载器外观是否正常无破损连接设备R连接CAN分析仪R连接BDM下载器启动设备R启动车辆R启动遥控器R进入遥控驾驶模式R启动测试电脑2．车速PID控制功能开发实施任务要求作业内容作业项目作业示范编写车速PID控制程序R打开代码文件文件名为drive_control.c。R编写代码，定义变量TargetSpeeR编写代码，定义结构体变量PID_SpeedR编写代码，定义指针Ptr_SpeedR编写代码，实现增量式PID计算R编写代码，实现PID初始化R编写代码，实现初始化函数R保存代码文件初步调整PID参数嵌套PID参数修改为1。KP设置为（根据实际情况填写）。KI设置为（根据实际情况填写）。PID限速最低车速值设置为0。PID限速最高车速值设置为（根据实际情况填写）。固件烧入R双击打开“program.mcp”R单击“Debug”R在弹窗中，单击“OK”R单击“运行”按扭在线查看PID参数R双击“Data:1”R右键单击空白区域，选择“OpenModules”。R选择“drive_control.c”文件R右键单击空白区域，选择“mode”，再选择“periodical”R在弹窗中，将数值改为1，再单击“OK”KP数值为（根据实际情况填写）。KI数值为（根据实际情况填写）。启动连接上位机R打开设备R启动CANR打开上位机进入自动驾驶模式R切换控制模式R进入自动驾驶模式设置控制参数R选择“D”挡选择步长为100。R增大油门开度实际车速数据为（根据实际情况填写）。开始测试R单击油门增大按钮R查看“Data:1”窗口中“PID_Speed”的“out”值“out”值的情况：（根据实际情况填写）PID调参及重复测试R根据“out”值跳动量的实际情况，重新调整参数KP最终数值为0.4。KI最终数值为0.01。3．系统复原作业内容作业项目作业示范系统复原R关闭上位机软件和“FreescaleCodewarrior”软件R关闭测试电脑电源R关闭线控底盘电源R关闭遥控器R拆卸并整理CAN分析仪及其连接线R拆卸并整理BDM下载器R安装VCU底板并固定好VCUR卸下千斤顶4．整理清洁作业内容作业项目作业示范整理清洁R使用干净无纺布清洁线束两端插接口和线束表面R使用干净无纺布清洁实训过程中触碰过的区域R清洁工作台，并叠好无纺布放置于合适位置R卸下安全防护用品并整理放好后离开实训区域五、检查评价检查与评分表序号评价标准评价类型评分（客观10-0分）（主观10-9-7-5-0分）自我评分教师评分1知识点一：PID控制的定义客观评价2知识点二：PID控制的原理和参数整定客观评价3知识点三：PID控制的特点客观评价4技能点一：正确完成车速PID控制程序的编写主观评价5技能点二：正确完成固件烧入主观评价6技能点三：正确完成在线查看PID参数主观评价7技能点四：正确完成车速PID控制测试主观评价8技能点五：正确完成车速PID参数调整主观评价9作业前准备主观评价106S管理主观评价六、总结反思总结反思表1.做得好的地方在哪里？£车速PID控制程序的编写；£固件烧入；£在线查看PID参数；£车速PID控制测试；£车速PID参数调整。2.不足之处在哪