FR3036199A1 - METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL OF A CONTROL ASSEMBLY - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de contrôle en position d'un ensemble comprenant : un actionneur (6) électrique comportant un élément mobile à commander, un capteur de position de l'élément mobile, des moyens de commande de l'actionneur (6) comprenant un régulateur (13) dit optimal destiné à être appliqué en fonctionnement courant, caractérisé en ce qu'il comprend une phase préalable à la commande de l'actionneur (6) par ce régulateur (13) optimal comprenant : - Une étape d'excitation de l'actionneur (6) par un second régulateur (12), - Une étape d'acquisition des valeurs de commandes (u(k)) et de position (y(k)) de l'actionneur (6) pendant cette étape, - Une étape d'identification dans laquelle on calcule les valeurs des paramètres d'un modèle de l'actionneur (6) à partir des valeurs acquises, - Une étape de calcul du régulateur (13) optimal à appliquer à partir des valeurs obtenues des paramètres du modèle de l'actionneur (6).The invention relates to a control method in position of an assembly comprising: an electric actuator (6) comprising a movable element to be controlled, a position sensor of the movable element, control means of the actuator (6) comprising an optimal regulator (13) intended to be applied in current operation, characterized in that it comprises a phase prior to the control of the actuator (6) by this optimal regulator (13) comprising: a step of excitation of the actuator (6) by a second regulator (12), - a step of acquiring the values of commands (u (k)) and position (y (k)) of the actuator (6) during this step, - an identification step in which the values of the parameters of a model of the actuator (6) are calculated from the values acquired, - A step of calculating the optimal regulator (13) to be applied from the values obtained from the parameters of the model of the actuator (6).
Description
1 PROCEDE DE CONTROLE ADAPTATIF D'UN ENSEMBLE DE COMMANDE La présente invention se rapporte au domaine de la régulation des actionneurs. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de contrôle adaptatif d'un ensemble de commande comprenant un actionneur électrique associés à des moyens de commande de cet actionneur. Dans le domaine automobile, les chaînes de traction sont munies de nombreux actionneurs électriques contrôlés en position permettant de régler les compromis entre la performance en couple, les émissions de polluants et l'agrément de conduite. Le contrôle en position de ces actionneurs électriques est réalisé le plus souvent par une loi de commande à paramètres fixes. De fait, cette loi de commande fixe impose de prendre en compte les dispersions de fabrication de l'actionneur et son vieillissement lors de la calibration du régulateur, ce qui demande un temps de calibration important et avec des validations non exhaustives. De plus, une telle loi de commande n'exploite pas pleinement le potentiel de la commande de l'actionneur pour obtenir les performances optimales lors de petites variations de consigne. Elle ne permet pas non plus de s'adapter à un actionneur plus rapide ou plus lent. Le réglage des paramètres de la loi de commande embarquée représente une charge d'activités qui, même optimisée, reste encore importante pour valider la fiabilité aux dispersions et qui induit donc un coût important dans le développement industriel de la chaîne de traction. Enfin, en cas de défaut du capteur de position, l'actionneur ne peut être que remis à sa position de repos mais ne peut pas être repositionné à proximité d'une position arbitrairement choisie de façon stable et avec une dynamique suffisamment rapide. Un but de l'invention est de s'affranchir de ces inconvénients et de proposer un procédé de contrôle qui permet de réduire le temps de calibration des paramètres de la loi de commande et de mieux prendre en compte prendre en compte les effet de la dispersions de fabrication de l'actionneur et de son vieillissement.The present invention relates to the field of the regulation of actuators. The invention more particularly relates to an adaptive control method of a control assembly comprising an electric actuator associated with control means of this actuator. In the automotive sector, the traction chains are equipped with numerous electrical actuators controlled in position, making it possible to settle the trade-offs between the torque performance, the emissions of pollutants and the driving pleasure. The positional control of these electric actuators is most often achieved by a control law with fixed parameters. In fact, this fixed control law imposes to take into account the manufacturing dispersions of the actuator and its aging during calibration of the regulator, which requires a significant calibration time and with non-exhaustive validations. In addition, such a control law does not fully exploit the potential of the control of the actuator to obtain optimum performance during small setpoint variations. It also does not allow to adapt to a faster or slower actuator. The adjustment of the parameters of the onboard control law represents a load of activities which, even optimized, remains important to validate the reliability to dispersions and which therefore induces a significant cost in the industrial development of the power train. Finally, in the event of a defect of the position sensor, the actuator can only be returned to its rest position but can not be repositioned near a position arbitrarily chosen in a stable manner and with sufficiently fast dynamics. An object of the invention is to overcome these drawbacks and to propose a control method which makes it possible to reduce the calibration time of the parameters of the control law and to better take into account the effects of the dispersions. manufacturing of the actuator and its aging.
3036199 2 Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé de contrôle en position adaptatif d'un ensemble de commande destiné à être utilisé dans un système technique, tel qu'un moteur à combustion interne, cet ensemble comprenant : -un actionneur électrique comportant un élément mobile dont la position est à 5 commander, -un capteur de position de l'élément mobile apte à fournir un signal de mesure de la position de l'élément mobile, - une unité de commande de l'actionneur comprenant un régulateur dit optimal destiné à être appliqué lors du fonctionnement courant du système, 10 procédé dans lequel, ce régulateur élabore un signal de commande de l'actionneur en fonction d'un signal de consigne et du signal de mesure de la position de l'élément mobile, procédé caractérisé en ce qu'il comprend une phase préalable à la commande de l'actionneur par ce régulateur optimal comprenant : a- Une étape d'excitation de l'actionneur par un second régulateur, de sorte à faire osciller 15 en position l'élément mobile sur une consigne de position constante, b- Une étape d'acquisition des valeurs de commandes et de position de l'actionneur (6) pendant cette étape d'excitation, c- Une étape d'identification dans laquelle on calcule les valeurs des paramètres d'un modèle de l'actionneur à partir des valeurs de commandes et de position acquises, 20 d- Une étape de calcul du régulateur optimal à appliquer à partir des valeurs obtenues des paramètres du modèle de l'actionneur. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : - le second régulateur est un régulateur proportionnel. - l'étape d'identification des valeurs des paramètres du modèle de l'actionneur s'effectue par méthode des moindres carrés récursifs. - le calcul du régulateur optimal s'effectue de manière récursive par la méthode des placements de pôles associé à un algorithme de Gauss. - l'ensemble comprenant un régulateur à avance de phase, si en cours de fonctionnement 35 le régulateur optimal n'est plus jugé adapté à la commande de l'actionneur en raison de l'apparition d'une perturbation attendue, on calcule les valeurs des paramètres d'un second modèle de l'actionneur avec une telle perturbation, on calcule une avance de 25 30 3036199 3 phase à partir de ces valeurs de paramètres calculés et on applique au régulateur, le régulateur à avance de phase à l'avance de phase déterminée. - l'avance de phase du régulateur à avance de phase est réinitialisée lors de la phase 5 préalable. - si un dysfonctionnement du capteur de position est détecté, on remplace dans le régulateur optimal le signal de mesure de la position de l'élément mobile par une position estimée par le modèle de l'actionneur identifié au cours de la phase préalable pour 10 élaborer un signal de commande de l'actionneur. - si un dysfonctionnement du capteur de position est détecté, on ajoute au signal de commande élaboré par le régulateur optimal une pré-commande déterminée en faisant la différence entre la valeur de la commande élaborée par le régulateur optimal à partir de la 15 position estimée et la valeur de commande obtenue avec le régulateur) à partir de la mesure de position pendant le fonctionnement sans dysfonctionnement du capteur de position. L'invention a aussi pour objet une unité de commande électronique, caractérisée en ce 20 qu'elle comprend les moyens d'acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites. L'invention a aussi pour objet un ensemble de commande caractérisé en ce qu'il 25 comprend un actionneur électrique comportant un élément mobile dont la position est à commander, un capteur de position de l'élément mobile apte à fournir un signal de mesure de la position de l'élément mobile, une unité de commande de l'invention pour la commande de l'actionneur.In order to achieve this objective, an adaptive position control method of a control assembly intended to be used in a technical system, such as an internal combustion engine, this assembly comprising: an electric actuator comprising a movable element whose position is to be controlled, a position sensor of the movable element capable of supplying a signal for measuring the position of the movable element, a control unit of the actuator comprising a so-called optimum regulator intended to be applied during the current operation of the system, in which process, this regulator generates a command signal of the actuator as a function of a setpoint signal and the position measuring signal of the actuator. mobile element, characterized in that it comprises a phase prior to the control of the actuator by this optimal regulator comprising: a- a step of exciting the actuator by a second regulator, so as to oscillate in position the movable element on a constant position setpoint, b- A step of acquisition of the control and position values of the actuator (6) during this excitation step , c- An identification step in which the values of the parameters of a model of the actuator are calculated from the command and position values acquired, d- A step of calculating the optimal regulator to be applied from the values obtained from the model parameters of the actuator. Various additional features may be provided, alone or in combination: the second regulator is a proportional regulator. the step of identifying the values of the parameters of the model of the actuator is carried out by recursive least squares method. the calculation of the optimal regulator is performed recursively by the pole placement method associated with a Gauss algorithm. the assembly comprising a phase advance regulator, if during operation the optimal regulator is no longer considered suitable for the control of the actuator because of the appearance of an expected disturbance, the values are calculated With a parameter of a second model of the actuator with such a disturbance, a phase advance of these calculated parameter values is calculated and the regulator is applied to the phase advance regulator in advance. determined phase. the phase advance of the phase advance regulator is reset during the prior phase. if a malfunction of the position sensor is detected, the measurement signal of the position of the movable element is replaced in the optimal regulator by a position estimated by the model of the actuator identified during the preliminary phase to elaborate. a control signal of the actuator. if a malfunction of the position sensor is detected, the control signal produced by the optimal regulator is added with a pre-command determined by differentiating between the value of the command developed by the optimal regulator from the estimated position and the control value obtained with the controller) from the position measurement during operation without malfunction of the position sensor. The invention also relates to an electronic control unit, characterized in that it comprises the acquisition means, software instructions processing stored in a memory and the control means required to implement a method according to any one of the previously described variants. The invention also relates to a control assembly characterized in that it comprises an electric actuator comprising a movable element whose position is to be controlled, a position sensor of the movable element capable of providing a measurement signal of the position of the movable element, a control unit of the invention for controlling the actuator.
30 L'invention a aussi pour objet un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comprend un tel ensemble de commande. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après 35 d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 3036199 4 - La figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à combustion interne comprenant une ligne de recirculation des gaz brûlés dont le débit est contrôlé par une vanne, elle-même pilotée par un dispositif de contrôle en position adaptatif de l'invention. - La figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation des moyens de 5 commande permettant un contrôle en position adaptatif selon l'invention. - La figure 3 présente l'application d'une loi de commande proportionnelle visant à exciter l'actionneur de sorte à en faire osciller la position et en identifier les dynamiques. - La figure 4 est un graphique présentant le comportement de la position de l'actionneur pour différents échelons de consigne de position pour une constante de couple fixée du 10 moteur électrique de l'actionneur. - La figure 5 est un graphique présentant le comportement de la position de l'actionneur pour différents échelons de consigne de position pour un paramètre « constante de couple » du moteur électrique de l'actionneur divisé par deux relativement au cas présenté en figure 4. 15 - La figure 6 est un graphique présentant l'effet d'une désadaptation du régulateur optimal sur la position de l'actionneur en réponse à une consigne de position. - La figure 7 est un graphique présentant plus précisément l'oscillation de la position de l'actionneur en réponse à un grand échelon de consigne de la figure 6. - La figure 8 est un graphique présentant une réponse oscillante de l'actionneur et le 20 modèle obtenu par le procédé de l'invention. - La figure 9 est un graphique présentant l'effet d'une application d'avance de phase sur la position de l'actionneur en réponse à une consigne de position en cas de désadaptation du régulateur optimal. - La figure 10 est un graphique présentant l'effet d'un défaut de capteur sur la position de 25 l'actionneur en réponse à un échelon de consigne. - La figure 11 est un graphique présentant l'effet du remplacement de la position mesurée par la position estimée par le modèle de l'actionneur identifié initialement, en cas de défaut de capteur.The invention also relates to an internal combustion engine characterized in that it comprises such a control assembly. Other features and advantages will appear on reading the following description of a particular embodiment, not limiting of the invention, with reference to the figures in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation an internal combustion engine comprising a burnt gas recirculation line whose flow rate is controlled by a valve, itself controlled by a control device in the adaptive position of the invention. FIG. 2 is a diagrammatic representation of an embodiment of the control means allowing an adaptive position control according to the invention. - Figure 3 shows the application of a proportional control law to excite the actuator so as to oscillate the position and identify the dynamics. FIG. 4 is a graph showing the behavior of the actuator position for different position set points for a fixed torque constant of the electric motor of the actuator. FIG. 5 is a graph showing the behavior of the position of the actuator for different position command steps for a parameter "torque constant" of the electric motor of the actuator divided by two relative to the case presented in FIG. 4. FIG. 6 is a graph showing the effect of a maladjustment of the optimal regulator on the position of the actuator in response to a position command. FIG. 7 is a graph showing more precisely the oscillation of the position of the actuator in response to a large setpoint step of FIG. 6. FIG. 8 is a graph showing an oscillating response of the actuator and the Model obtained by the method of the invention. FIG. 9 is a graph showing the effect of a phase advance application on the position of the actuator in response to a position command in case of mismatch of the optimal regulator. FIG. 10 is a graph showing the effect of a sensor fault on the position of the actuator in response to a set step. FIG. 11 is a graph showing the effect of replacing the position measured by the position estimated by the model of the actuator identified initially, in the event of a sensor fault.
30 Sur la figure 1 est représenté un moteur 1 à combustion interne par exemple un moteur à allumage par compression, tel qu'un moteur Diesel. Un tel moteur peut équiper un véhicule automobile. Le moteur comprend au moins une chambre 2 de combustion. Ici quatre chambres de combustion sont représentées, cependant le moteur peut 35 comprendre un nombre différent de chambre de combustion.FIG. 1 shows an internal combustion engine 1, for example a compression ignition engine, such as a diesel engine. Such an engine can equip a motor vehicle. The engine comprises at least one combustion chamber 2. Here four combustion chambers are shown, however the engine may comprise a different number of combustion chambers.
3036199 5 Le moteur 1 comporte encore une ligne 3 d'admission d'air ainsi qu'une ligne 4 d'échappement des gaz produits dans les chambres 2 de combustion. Le moteur 1 comporte encore une ligne 5 s'étendant de la ligne 4 d'échappement à la 5 ligne 3 d'admission pour la réintroduction des gaz d'échappement à l'admission. Le débit de gaz d'échappement réintroduit à l'admission est contrôlé par un actionneur 6 électrique, ici une vanne électrique de dosage de la quantité des gaz réintroduit. L'actionneur 6 comprend un élément mobile dont la position est à commander, ici un moyen 7 d'obturation, par exemple une soupape ou un pointeau, de la ligne 5 de 10 réintroduction des gaz d'échappement dont la position permet de contrôler le débit souhaité de gaz d'échappement à réintroduire. L'actionneur 6 comprend encore un capteur 8 de position du moyen 7 d'obturation apte à fournir un signal de mesure de position cet élément mobile ainsi que des moyens 9 d'actionnement du moyen 7 d'obturation, par exemple un moteur électrique.The engine 1 also comprises a line 3 for the admission of air and a line 4 for exhausting the gases produced in the combustion chambers 2. The engine 1 further comprises a line 5 extending from the exhaust line 4 to the intake line 3 for the reintroduction of the exhaust gases to the intake. The flow of exhaust gas reintroduced to the inlet is controlled by an electric actuator 6, here an electric valve for metering the amount of gas reintroduced. The actuator 6 comprises a movable element whose position is to be controlled, here a closure means 7, for example a valve or a needle, of the line 5 for reintroducing the exhaust gases whose position makes it possible to control the desired flow rate of exhaust gas to be reintroduced. The actuator 6 also comprises a position sensor 8 of the closure means 7 capable of supplying a position measurement signal to this movable element as well as means 9 for actuating the closure means 7, for example an electric motor.
15 Le moteur 1 comprend encore une unité 10 de commande électronique de l'actionneur 6 comprenant les moyens d'acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en oeuvre du procédé l'invention détaillée plus loin. En particulier, l'unité de commande électronique 10, 20 fournit un signal de commande de l'actionneur 6, par l'intermédiaire d'une ligne 11 de commande et reçoit un signal de mesure de position du capteur 8 par l'intermédiaire d'une ligne 12 de mesure. Le signal de commande de l'actionneur 6, peut être une consigne de position, elle-même déterminée par la régulation du débit d'air.The engine 1 further comprises an electronic control unit 10 of the actuator 6 comprising the acquisition means, software instructions processing stored in a memory and the control means required to implement the detailed invention method. further. In particular, the electronic control unit 10, 20 provides a control signal of the actuator 6, via a control line 11 and receives a position measuring signal of the sensor 8 via a line 12 of measurement. The control signal of the actuator 6 may be a position setpoint, itself determined by the regulation of the airflow.
25 La figure 2 présente plus en détail un exemple préféré de réalisation de l'unité 10 de commande électronique permettant l'adaptation des paramètres de la loi de commande de l'actionneur 6. Sur la figure 2 une flèche pleine entrant dans un bloc traduit une information reçue, une flèche pleine sortant d'un bloc une information émise par le bloc, une flèche en tiret l'indication d'une mise en application dans le bloc pointé par ladite 30 flèche. Sur cette figure 2, on retrouve l'actionneur 6 recevant son signal u(k) de commande et fournissant son signal de position y(k) délivré par le capteur 8 de position de l'actionneur 6.FIG. 2 shows in more detail a preferred embodiment of the electronic control unit 10 for adapting the parameters of the control law of the actuator 6. In FIG. 2, a full arrow entering a translated block received information, a solid arrow issuing from a block an information transmitted by the block, a dashed arrow indicating an implementation in the block pointed by said arrow. FIG. 2 shows the actuator 6 receiving its control signal u (k) and supplying its position signal y (k) delivered by the position sensor 8 of the actuator 6.
35 L'unité 10 de commande électronique de commande de l'actionneur 6 comprenant un régulateur 13, dit optimal, destiné à être appliqué lors du fonctionnement courant du 3036199 6 système, ici le moteur 1 à combustion interne. Au cours de ce fonctionnement courant du moteur, ce régulateur 13 élabore un signal, u(k) de commande de l'actionneur 6 en fonction d'un signal de consigne yc(k) et du signal y(k) de mesure de la position de l'élément 7 mobile.The electronic control unit 10 of the actuator 6 comprises a regulator 13, said optimal, intended to be applied during the current operation of the system, here the internal combustion engine 1. During this current operation of the motor, this regulator 13 produces a signal, u (k) for controlling the actuator 6 as a function of a reference signal yc (k) and of the signal y (k) for measuring the position of the movable element 7.
5 Conformément à l'invention, le procédé de contrôle comprend une phase initiale préalable à la commande de l'actionneur 6 par ce régulateur 13 comprenant les étapes au cours desquelles : 10 -On excite l'actionneur 6 en appliquant un second régulateur 12, -On acquiert les valeurs de commande u(k) et de position y(k) pendant la phase d'excitation de l'actionneur 6, -On identifie les valeurs des paramètres du modèle de l'actionneur 6 à partir des valeurs de commande u(k) et de position y(k) acquises, 15 -Une étape de calcul du régulateur 13 optimal à appliquer à partir des valeurs obtenues des paramètres du modèle de l'actionneur 6. L'activation de cette phase préalable est choisie dans une situation de vie prédéterminée où l'actionneur 6 peut être excité sans impacter le comportement du moteur 1. Les 20 situations de vie possibles pour activer cette étape d'application sont à titre d'exemples non exhaustif : une phase d'apprentissage en usine terminale de fabrication du véhicule comprenant ce moteur ou encore en après-vente, lors d'une phase de réveil de l'unité de commande électronique 10, quand le moteur 1 n'est pas encore démarré.According to the invention, the control method comprises an initial phase prior to the control of the actuator 6 by this regulator 13 comprising the steps in which: the actuator 6 is excited by applying a second regulator 12, The control values u (k) and position y (k) are acquired during the excitation phase of the actuator 6. The values of the parameters of the model of the actuator 6 are identified from the control values. u (k) and position y (k) acquired, -a step of calculating the optimal regulator 13 to be applied from the values obtained from the parameters of the model of the actuator 6. The activation of this prior phase is chosen from a predetermined life situation where the actuator 6 can be excited without impacting the behavior of the engine 1. The possible life situations to activate this application step are as non-exhaustive examples: a factory learning phase fab end rication of the vehicle comprising the engine or after-sales, during a wake up phase of the electronic control unit 10, when the engine 1 is not yet started.
25 Le second régulateur 12 est alors de préférence proportionnel de la forme : u(k) = K_prop * (yc(k) - y(k)) Avec yc(k) une consigne de position, K_prop un gain. Comme le montre la figure 3, la consigne yc(k) est de préférence un échelon (courbe 30) de 0 à une position moyenne 30 autour de laquelle le comportement de l'actionneur est suffisamment linéaire (35 à 50% typiquement) et le gain Kprop est choisi suffisamment grand pour exciter l'actionneur 6 c'est-à-dire pour le faire osciller en position (courbe 31) sur une consigne de position constante avec des oscillations peu amorties et une commande u(k) potentiellement saturée, sans toutefois atteindre les valeurs minimum et maximum de la position de 35 l'actionneur 6 durant les oscillations, afin de respecter les limites mécaniques de l'actionneur.The second regulator 12 is then preferably proportional of the form: u (k) = K_prop * (yc (k) -y (k)) With yc (k) a position setpoint, K_prop a gain. As shown in FIG. 3, the set point yc (k) is preferably a step (curve 30) from 0 to an average position around which the behavior of the actuator is sufficiently linear (typically 35 to 50%) and the Kprop gain is chosen large enough to excite the actuator 6 that is to say to make it oscillate in position (curve 31) on a constant position setpoint with poorly damped oscillations and a potentially saturated u (k) control, without however reaching the minimum and maximum values of the position of the actuator 6 during oscillations, in order to respect the mechanical limits of the actuator.
3036199 7 A partir des données de commande u(k) et de position y(k) acquises pendant cette période où l'actionneur 6 a été excité, on identifie les paramètres du modèle de l'actionneur 6. Le modèle de l'actionneur 6 est de la forme suivante : Bz y(k) = -A((z)) * u(k) 5 Avec A(z), B(z) représentent respectivement le dénominateur polynomial en z (opérateur discret), stable et unitaire, et le numérateur polynomial en z de la fonction de transfert de l'actionneur, dont les paramètres sont à identifier. Le modèle s'écrit encore : y(k) = (1 - A(z)) * y(k) + B(z) * u(k) 10 L'identification de A(z) et de B(z) peut être réalisée par une méthode de moindres carrés récursifs, une méthode par exemple expliquée dans la publication, Statistical Digital Signal Processing and Modeling, New York, Wiley, 1996 (ISBN 978-0-471-59431-4, LCCN 96010241), chap. 9.4 (« Recursive Least Squares »), p. 541, Monson H. Hayes] , à partir des données acquises u(k) et y(k) pendant la phase d'excitation par le régulateur 12 15 proportionnel. Cette méthode a l'avantage d'être simple et de permettre un calcul en temps réel sur un nombre de pas de temps fini. Sur la figure 2, cette étape d'identification du modèle de l'actionneur 6 au cours de cette phase initiale est matérialisée par le bloc de calcul 14. Le modèle identifié est ensuite mis 20 en application dans le bloc 15. Une fois le modèle de l'actionneur 6 déterminé, on détermine le régulateur dit optimal, matérialisé en figure 2 par le bloc 13, qui sera appliqué en fonctionnement courant.From the control data u (k) and position y (k) acquired during this period when the actuator 6 has been energized, the parameters of the model of the actuator 6 are identified. The model of the actuator 6 is of the following form: Bz y (k) = -A ((z)) * u (k) With A (z), B (z) respectively represent the polynomial denominator at z (discrete operator), stable and unit, and the z polynomial numerator of the transfer function of the actuator, whose parameters are to be identified. The model is written again: y (k) = (1 - A (z)) * y (k) + B (z) * u (k) 10 The identification of A (z) and B (z) can be performed by a recursive least squares method, for example a method explained in the publication, Statistical Digital Signal Processing and Modeling, New York, Wiley, 1996 (ISBN 978-0-471-59431-4, LCCN 96010241), chap . 9.4 ("Recursive Least Squares"), p. 541, Monson H. Hayes], from the acquired data u (k) and y (k) during the excitation phase by the proportional regulator 12. This method has the advantage of being simple and of allowing a real-time calculation over a number of finite time steps. In FIG. 2, this step of identifying the model of the actuator 6 during this initial phase is materialized by the calculation block 14. The identified model is then implemented in block 15. Once the model of the determined actuator 6, the so-called optimal regulator, materialized in FIG. 2, is determined by the block 13, which will be applied in current operation.
25 Le calcul de ce régulateur optimal 13 est obtenu ici par la méthode de placement de pôles. Le calcul de ce régulateur optimal est matérialisé sur la figure 2 par le bloc de calcul 16. Le modèle linéaire de loi de commande est de la forme : z Naz u(k) = S(z) *R((z ) - 1)* Da((z)) * (yc(k) - y(k)) 30 Dans lequel : 3036199 8 e(z) est la fonction de transfert du régulateur 13 optimal calculé par placement de S(z)*(z-1) pôles, encore désigné par régulateur R/S. Na(z) est un régulateur à avance de phase. L'application de ce régulateur à avance de Da(z) 5 phase est matérialisé sur la figure 2 par le bloc 17. Le régulateur à avance de phase a pour fonction de transfert d'ordre 1 : Na(z) (1 - avez-1) (1 - av2) = * Da(z) (1 - avez-1) (1 - av1) Dans lequel ay, et av2 sont respectivement le zéro et le pôle à temps discret du 10 régulateur. Si nécessaire, le régulateur à avance de phase peut être choisi d'ordre N en dupliquant N fois la cellule du ler ordre. Le pôle av2 est choisi en haute fréquence de façon à ce que le zéro puisse être plus basse fréquence et créer ainsi dans la bande passante du système une avance de phase. A l'initialisation, c'est-à-dire pendant l'étape d'identification du modèle de l'actionneur en phase initiale, le régulateur 17 à avance de phase a pour paramètre avi = av2, (ce qui Na(z) Ts -_ revient à Da(z)= 1) et av2 = e T avec T=3*Ts par exemple. T et Ts étant respectivement la constante de temps du régulateur et Ts la période d'échantillonnage. L'actionneur régulé par la loi de commande optimale sans pré-commande a pour équation B(z) R(z) (yc(k) - y(k)) y(k) = A(z)* S(z) * (z - 1 25 Soit encore : (A(z) * S(z) * (z - 1) + B(z) * R(z)) * y(k) = B(z) * R(z) * yc(k) En basse fréquence, du fait de l'intégrateur, on a y(k) ,-,' yc(k) , ainsi pour que le système soit stable en boucle fermée et ait la bonne dynamique de suivi de consigne on doit résoudre : ((A(z) * S(z) * (z - 1) + B(z) * R(z)) = P(z) 15 20 3036199 9 Où P(z) est la dynamique choisie en boucle fermée. P(z)= ADp(z)* C(z) Ts Avec ADp(z) obtenu en p-stabilisant la dynamique AD(z) = A(z) * (z - 1), p = e tau_bf et 5 tau bf est la constante de temps de régulation, Ts est la période d'échantillonnage. C(z) est un polynôme dont les racines sont réelles positives de module très inférieur à p Pour p-stabiliser le polynôme AD(z), on divise z par p et on calcule les coefficients du nouveau polynôme ainsi obtenu : 10 Posons AD(z),=Nz + Erg adk* zk Z 1 N N-1 1 k P AD (-) = ( * zN + 1 adk* P (-) *Zk = ADp(z) P k=0 En effet, si z1 est racine de AD(z), p * z1 est racine de ADp(z) donc ADp(z) est p-stable car AD(z) est stable ou intégrateur. Le calcul des coefficients du nouveau polynôme est itérative.The calculation of this optimal regulator 13 is obtained here by the pole placement method. The calculation of this optimal regulator is shown in FIG. 2 by the calculation block 16. The linear model of the control law is of the form: z Naz u (k) = S (z) * R ((z) -1 In which: e is the transfer function of the optimal regulator calculated by placing S (z) * (z) * (z) * (yc (k) -y (k)) -1) poles, again designated by R / S regulator. Na (z) is a phase advance regulator. The application of this Da (z) 5 phase advance regulator is shown in FIG. 2 by block 17. The phase-advance regulator has the order of transfer function 1: Na (z) (1 - have -1) (1-av2) = * Da (z) (1-a-1) (1-av1) In which ay, and av2 are respectively the zero and the discrete-time pole of the regulator. If necessary, the phase advance regulator can be selected of order N by duplicating the cell of the first order N times. The av2 pole is chosen in high frequency so that the zero can be lower frequency and thus create in the bandwidth of the system a phase advance. At initialization, that is to say during the step of identifying the model of the actuator in the initial phase, the regulator 17 in phase advance has for parameter avi = av2, (which Na (z) Ts -_ returns to Da (z) = 1) and av2 = e T with T = 3 * Ts for example. T and Ts being respectively the time constant of the regulator and Ts the sampling period. The actuator regulated by the optimal control law without pre-control has for equation B (z) R (z) (yc (k) -y (k)) y (k) = A (z) * S (z) * (z - 1) Let (A (z) * S (z) * (z - 1) + B (z) * R (z)) * y (k) = B (z) * R (z) ) * yc (k) In low frequency, because of the integrator, we have (k), -, 'yc (k), so that the system is stable in a closed loop and has the good dynamics of tracking setpoint we must solve: ((A (z) * S (z) * (z - 1) + B (z) * R (z)) = P (z) 15 20 3036199 9 Where P (z) is the chosen dynamic closed loop P (z) = ADp (z) * C (z) Ts With ADp (z) obtained by p-stabilizing the dynamics AD (z) = A (z) * (z-1), p = e tau_bf and 5 tau bf is the control time constant, Ts is the sampling period C (z) is a polynomial whose positive real roots are modulus much smaller than p To p-stabilize the polynomial AD (z) divide z by p and calculate the coefficients of the new polynomial thus obtained: Posons AD (z), = Nz + Erg adk * zk Z 1 N N-1 1 k P AD (-) = (* zN + 1 adk * P (-) * Zk = ADp (z) P k = 0 Indeed, if z1 is root of AD (z), p * z1 is root of ADp ( z) therefore ADp (z) is p-stable because AD (z) is stable or integrative. The calculation of the coefficients of the new polynomial is iterative.
15 On pose ensuite : N+1 A(Z) * (Z - 1) = akzk k=0 N-1 S(Z) = / SkZk k=0 N-1 B(z) = 1 bkzk k=0 N R(z) - 1 - rkzk k=0 L'équation de placement de pôles est résolue en résolvant le système linéaire : 0 0 bo 0 0 0 -SN-1- =P2*N aN+1 0 0 bN-1 0 0 s0 - aN 0 ... ... ... rN P2*N-1 aN-1 ... bN_i 0 ... bN-1 0 bo - ro - Po 0 ao bo ... 0 aN+1 aN a1 ao 0 3036199 10 Or sN_, = 1, donc on réécrit le système sous la forme : aN+1 0 0 bN_i 0 0 -sN-2- P2*N-1 - aN aN aN+1 0 bN-2 bN-1 so 0 aN bo bN-1 0 rN P2 - 0 aN-1 0 bo ... ...bN_i - a() 0 ao 0 0 0 bo - ro - Po Pour résoudre le système G*X=Q, on applique l'algorithme de Gauss (car les termes 5 diagonaux de G sont non nuls) : i-1 Nx 1 xi (k + 1) = * * Xi (k + 1) - Gxj(k) Liu \ 1=1 i=i+1 On obtient ici une formulation récursive qui peut être implémentée dans un calculateur.Then: N + 1 A (Z) * (Z - 1) = akzk k = 0 N-1 S (Z) = / SkZk k = 0 N-1 B (z) = 1 bkzk k = 0 NR (z) - 1 - rkzk k = 0 The pole placement equation is solved by solving the linear system: ## EQU1 ## s0 - aN 0 ... ... ... rN P2 * N-1 aN-1 ... bN_i 0 ... bN-1 0 bo - ro - Po 0 ao bo ... 0 aN + 1 aN a1 ao 0 3036199 10 Or sN_, = 1, therefore the system is rewritten as: aN + 1 0 0 bN_i 0 0 -sN-2- P2 * N-1 - aN aN aN + 1 0 bN-2 bN- 1 so 0 aN bo bN-1 0 rN P2 - 0 aN-1 0 bo ... ... bN_i - a () 0 ao 0 0 0 bo - ro - Po To solve the system G * X = Q, we apply the Gauss algorithm (since the diagonal terms of G are non-zero): i-1 Nx 1 xi (k + 1) = * * Xi (k + 1) - Gxj (k) Liu \ 1 = 1 i = i + 1 Here we obtain a recursive formulation that can be implemented in a calculator.
10 Ce régulateur 13 optimal une fois calculé est utilisé dans les phases de fonctionnement courantes du moteur 1. La figure 4 présente le comportement de la position (courbe 31) pour différents échelons de consigne de position (courbe 30). La partie initiale 40 représente la phase initiale 15 détaillée en figure 3 dans laquelle le moteur n'est pas démarré et pendant laquelle une loi de commande proportionnelle excite la position de l'actionneur 6 afin de pouvoir identifier le modèle de l'actionneur. Le comportement de l'actionneur 6 pour les échelons de commande suivants est déterminé par le régulateur optimal 13. Dans les phases suivantes, sur grands échelons ou petits échelons, le suivi de consigne respecte les 20 exigences de dépassement (ici fixée <5%) et de temps de réponse (100ms pour les petits échelons et 150 ms pour les grands échelons). Lorsque la position de l'actionneur 6 tend vers 0, qui correspond à une butée inférieure de l'actionneur 6, on peut prévoir une consigne se finissant en rampe sur quelques pourcents 25 de façon à respecter la contrainte de vitesse d'accostage de la butée. La figure 5 montre le comportement de la position de l'actionneur 6 (courbe 31a) pour différents échelons de consigne de position (courbe 30a) en ayant divisé la constante de couple moteur électrique de l'actionneur 6 pour tester la fiabilité de la régulation. Sur la 3036199 11 figure 5, la partie initiale 50 représente la phase initiale dans laquelle le moteur n'est pas démarré et pendant laquelle une loi de commande proportionnelle excite la position de l'actionneur 6 afin de pouvoir identifier le modèle de l'actionneur 6. Une fois le modèle de l'actionneur 6 identifié, le régulateur optimal 13 est calculé et le comportement de 5 l'actionneur 6 pour les échelons de commande suivants est déterminé par le régulateur optimal 13. Malgré le changement du paramètre « constante de couple moteur », l'identification du modèle de l'actionneur 6 quand le moteur n'est pas démarré a permis une adaptation de 10 ce modèle et donc du régulateur optimal 13. Cette adaptation permet de garantir un suivi de consigne respectant les exigences de dépassement (ici fixée <5%) et de temps de réponse (100ms pour les petits échelons et 150 ms pour les grands échelons) dans les phases suivantes, sur grands échelons ou petits échelons.This optimal regulator 13, once calculated, is used in the current operating phases of the engine 1. FIG. 4 shows the behavior of the position (curve 31) for different steps of position reference (curve 30). The initial portion 40 represents the initial phase detailed in FIG. 3 in which the motor is not started and during which a proportional control law excites the position of the actuator 6 in order to be able to identify the model of the actuator. The behavior of the actuator 6 for the following control steps is determined by the optimal regulator 13. In the following phases, on large steps or small steps, the setpoint tracking meets the overrun requirements (here set <5%). and response time (100ms for small steps and 150 ms for large steps). When the position of the actuator 6 tends towards 0, which corresponds to a lower stop of the actuator 6, it is possible to provide a setpoint ending in a ramp on a few percent 25 so as to respect the loading speed constraint of the stop. FIG. 5 shows the behavior of the position of the actuator 6 (curve 31a) for different position command steps (curve 30a) by having divided the electric motor torque constant of the actuator 6 to test the reliability of the regulation . In FIG. 5, the initial portion 50 represents the initial phase in which the motor is not started and during which a proportional control law excites the position of the actuator 6 in order to be able to identify the model of the actuator. 6. Once the model of the actuator 6 has been identified, the optimal regulator 13 is calculated and the behavior of the actuator 6 for the following control steps is determined by the optimal regulator 13. Despite the change of the parameter "constant of engine torque ", the identification of the model of the actuator 6 when the engine is not started allowed an adaptation of 10 this model and therefore the optimal regulator 13. This adaptation ensures a tracking setpoint meeting the requirements of exceeding (here fixed <5%) and response time (100ms for small steps and 150 ms for large steps) in the following phases, on large steps or small steps.
15 Maintenant, si les paramètres de l'actionneur 6 varient fortement entre deux démarrages en raison par exemple du vieillissement, d'une usure ou encore d'un encrassement de l'actionneur 6, le modèle d'actionneur identifié au cours de la phase initiale ne sera plus jugé adapté à l'actionneur 6 et la régulation par le régulateur optimal 6 peut être insuffisante pour maintenir les performances attendues. Cette désadaptation du 20 régulateur optimal se traduit par l'apparition d'une perturbation attendue, ici une oscillation amortie (courbe 31b) de la position de l'actionneur 6 en réponse à une consigne de position (courbe 30b), comme présenté sur les figures 6 et 7. Une désadaptation est détectée en comparant les valeurs de consigne et de position et si 25 l'écart entre les valeurs de consigne et de position est supérieur à au moins un seuil déterminé. Le ou les seuils peuvent être définis en fonction des exigences de fonctionnement souhaitées. Un exemple de seuil peut être un dépassement à la hausse de la position de l'actionneur relativement à la consigne de quelques pourcents, par exemple 5 `Vo.Now, if the parameters of the actuator 6 vary greatly between two starts, for example due to aging, wear or fouling of the actuator 6, the actuator model identified during the phase initial will no longer be considered suitable for the actuator 6 and the regulation by the optimal regulator 6 may be insufficient to maintain the expected performance. This maladjustment of the optimal regulator results in the occurrence of an expected disturbance, here a damped oscillation (curve 31b) of the position of the actuator 6 in response to a position command (curve 30b), as presented on the Figures 6 and 7. A mismatch is detected by comparing the setpoint and position values and whether the difference between the setpoint and positional values is greater than at least one determined threshold. The threshold (s) can be defined according to the desired operating requirements. An example of threshold may be an overshoot of the position of the actuator relative to the setpoint of a few percent, for example 5 `Vo.
30 En cas de désadaptation détectée, l'invention prévoit pour résoudre ce problème une seconde régulation adaptative dans laquelle on effectue tout d'abord une identification d'un second modèle oscillant amorti entre la consigne et la position de l'actionneur piloté. Ce modèle a pour équation : 35 y(k) = -aiy(k - 1) - a2y(k - 2) +132 * yc(k - 1) 3036199 12 Dans laquelle ai, a2, /32 sont des fonctions de la pulsation propre wc, et du coefficient d'amortissement du modèle oscillant décrites par la suite. L'identification des coefficients ai, a2, /32 peut être réalisée par une méthode de 5 moindres carrés récursifs. Cette étape d'identification de ce second modèle de l'actionneur est matérialisée sur la figure 2 par le bloc de calcul 19. Une fois les valeurs des paramètres ai, a2, /32 du second modèle oscillant amorti de l'actionneur 6 identifiés, on calcule ensuite la pulsation propre wc, et l'amortissement à 10 partir de al et a2. On pose : log(a2) vl 2 * Ts v2 = arccos (al- evt*Ts Ts 2 ) On a wo = -1 et = I vi , on en déduit la pulsation wr à laquelle le gain maximum M vi+v2 est atteint en boucle fermée pour la fonction de sensibilité S(z) : wr = w0 ,Nil - 1 M= 2*Uk,\/1 - V 15 Pour cette fréquence wr, le maximum M est atteint lorsque le lieu fréquentiel de l'actionneur régulé en boucle ouverte est extérieur au cercle de centre 1 et de rayon 1/M. On en déduit alors la marge de phase À associée qui vérifie : X = 2 * arcsin (*1 M) 20 Enfin, si on se fixe une marge de phase mgp cible pour ne plus avoir d'oscillation, on en déduit l'avance de phase à introduire au régulateur 13, avec le régulateur 17 à avance de Na(z) phase Da(z) 8 = mgp - X Ts avi = e a*T 3036199 13 l Avec a =+sin(B) 1-sin(B) L'application du régulateur à avance de phase est matérialisé en figure 2 par le bloc 17.In case of mismatch detected, the invention provides for solving this problem a second adaptive control in which firstly an identification of a second damped oscillating model between the setpoint and the position of the driven actuator is performed. This model has for equation: 35 y (k) = -aiy (k - 1) - a2y (k - 2) +132 * yc (k - 1) 3036199 12 In which ai, a2, / 32 are functions of the own pulsation wc, and the damping coefficient of the oscillating model described later. The identification of the coefficients a1, a2, / 32 can be performed by a recursive least squares method. This step of identifying this second model of the actuator is embodied in FIG. 2 by the calculation block 19. Once the values of the parameters ai, a2, / 32 of the second damped oscillatory model of the actuator 6 have been identified, the proper pulse wc, and the damping from al and a2 are then calculated. We put: log (a2) v1 2 * Ts v2 = arccos (alvt * Ts Ts 2) We have wo = -1 and = I vi, we deduce the pulsation wr at which the maximum gain M vi + v2 is reached in closed loop for the sensitivity function S (z): wr = w0, Nil - 1 M = 2 * Uk, \ / 1 - V 15 For this frequency wr, the maximum M is reached when the frequency locus of the regulated open-loop actuator is outside the circle of center 1 and radius 1 / M. We then deduce the associated phase margin λ, which satisfies: X = 2 * arcsin (* 1 M). Finally, if we set a target mgp target margin to no longer have oscillation, we deduce the advance. of phase to be introduced to the regulator 13, with the regulator 17 with Na (z) phase advance Da (z) 8 = mgp - X Ts avi = ea * T 3036199 13 l With a = + sin (B) 1-sin ( B) The application of the phase advance regulator is shown in FIG. 2 by block 17.
5 La figure 8 présente la réponse oscillante (courbe 32) de l'actionneur à un échelon de consigne et le modèle obtenu (courbe 33) par cette stratégie adaptative. Le modèle obtenu reproduit de façon satisfaisante l'oscillation de l'actionneur. Comme le montre la figure 9 l'application de cette avance de phase permet de revenir à un comportement de la position de l'actionneur 6 (courbe 31c) pour différents échelons de consigne de position 10 (courbe 30c) respectant les exigences souhaitées (dépassement et temps de réponse). Cette stratégie adaptative est dite curative car elle nécessite de détecter une désadaptation de la régulation de l'actionneur pour procéder au calcul de l'avance de phase. Cette stratégie est adoptée en attendant une nouvelle étape d'identification du 15 modèle de l'actionneur en phase initiale, par exemple avant le démarrage du moteur thermique, en appliquant un régulateur 12 proportionnel excitant l'actionneur 6 et en réinitialisant le régulateur 17 à avance de phase .FIG. 8 shows the oscillating response (curve 32) of the actuator at a set step and the model obtained (curve 33) by this adaptive strategy. The model obtained satisfactorily reproduces the oscillation of the actuator. As shown in FIG. 9, the application of this phase advance makes it possible to return to a behavior of the position of the actuator 6 (curve 31c) for different steps of position setpoint 10 (curve 30c) respecting the desired requirements (overshoot). and response time). This adaptive strategy is called curative because it requires detecting a mismatch of the regulation of the actuator to proceed with the calculation of the phase advance. This strategy is adopted pending a new step of identifying the model of the actuator in the initial phase, for example before starting the heat engine, by applying a proportional regulator 12 exciting the actuator 6 and resetting the regulator 17 to phase advance.
20 Maintenant, lorsqu'un défaut du capteur 8 de position se produit, l'actionneur 6 doit être piloté en boucle ouverte puisque le signal en retour de mesure de position du capteur 8 est défaillant. Pour les actionneurs électriques qui sont difficilement pilotables en boucle ouverte, l'application d'une commande constante préalablement apprise n'est pas suffisante.Now, when a defect of the position sensor 8 occurs, the actuator 6 must be driven in an open loop since the sensor position feedback signal 8 has failed. For electric actuators that are difficult to control in an open loop, the application of a constant command previously learned is not sufficient.
25 A titre d'illustration, en référence à la figure 10, si un défaut de capteur se déclenche à t0=1,1 s et qu'une commande constante de 36,4% est appliquée (courbe 30d), la position (courbe 31d) n'atteint la valeur de consigne que 2 secondes après le défaut, ce qui est rédhibitoire.By way of illustration, with reference to FIG. 10, if a sensor fault is triggered at t0 = 1.1 s and a constant control of 36.4% is applied (curve 30d), the position (curve 31d) reaches the setpoint only 2 seconds after the fault, which is unacceptable.
30 En cas de dysfonctionnement du capteur 8 de position, sans retour d'information du capteur l'adaptation du régulateur R/S de l'actionneur 6 est figée. Afin de réduire l'erreur de suivi de consigne, la stratégie suivante est alors appliquée : 35 -Remplacement dans le régulateur R/S 13 de la mesure de position y(k) par la position estimée par le modèle identifié de l'actionneur dans le bloc 15 au cours de la phase 3036199 14 préalable pour élaborer un signal u(k) de commande de l'actionneur 6. Le remplacement est mis en oeuvre sur la figure 2 par la bascule B2, qui en cas de défaut du capteur 8 bascule « en bas », figure 2. 5 -Mise en oeuvre d'une pré-commande (bloc 20 sur la figure 2), par la bascule B1, qui en cas de défaut du capteur 8 bascule « en bas », figure 2. -Détermination de la pré-commande à appliquer. La détermination de la pré-commande à appliquer en fonction de la consigne yc(k) est effectuée au bloc 21. Son application est 10 matérialisée au bloc 20. -Le régulateur R/S 13 fournit à partir de la position estimée par le modèle identifié de l'actionneur dans le bloc 15 une commande à laquelle est ajoutée cette pré-commande, 15 Cette valeur de pré-commande est déterminée en faisant la différence entre la valeur de la commande élaborée par le régulateur 13 à partir de la position estimée par le modèle identifié de l'actionneur dans le bloc 15 et la valeur de commande u(k) obtenue avec le régulateur 13 à partir de la mesure de position y(k) en cours de fonctionnement sans dysfonctionnement du capteur 8. La mesure de position y(k) n'étant plus disponible au 20 cours de cette stratégie, il est prévu de préalablement acquérir et mettre en mémoire la commande u(k) et la position y(k) lors du fonctionnement courant de l'actionneur 6 rebouclé avec le régulateur R/S 13. Comme le montre la figure 11, en appliquant cette stratégie dans laquelle la position 25 mesurée y(k) est remplacée par la position estimée par le modèle de l'actionneur 6 identifié initialement, la position de l'actionneur 6 (courbe 31e) suit approximativement la position de consigne (courbe 30e) pour le saut de consigne de 35% et les sauts suivants de 10% à 35%. Ce suivi de consigne approché n'est valide que dans la mesure où il n'y a pas de perturbation et pas de variations du comportement de l'actionneur 6. Il ne peut 30 donc être utilisé qu'en cas de dysfonctionnement du capteur de position pour améliorer le mode dégradé du moteur 1. On peut également prévoir la détermination de limitations dynamiques de la consigne de commande en provenance du régulateur R/S 13. En figure 2, cette détermination est 35 matérialisée par le bloc 22 et son application par le bloc 23.In the event of a malfunction of the position sensor 8, without feedback from the sensor, the adaptation of the R / S controller of the actuator 6 is fixed. In order to reduce the setpoint tracking error, the following strategy is then applied: 35 -Replacement in the R / S controller 13 of the position measurement y (k) by the position estimated by the identified model of the actuator in the block 15 during the preliminary phase 3036199 14 to develop a control signal u (k) of the actuator 6. The replacement is implemented in Figure 2 by the flip-flop B2, which in case of sensor fault 8 rocker "down", Figure 2. 5 -Implementation of a pre-command (block 20 in Figure 2), by the flip-flop B1, which in case of defect sensor 8 rocker "down", Figure 2 -Determination of the pre-order to apply. The determination of the pre-command to be applied as a function of the instruction yc (k) is carried out in block 21. Its application is materialized in block 20. -The R / S regulator 13 provides from the position estimated by the model identified from the actuator in the block 15 a command to which this pre-command is added, 15 This pre-command value is determined by making the difference between the value of the command developed by the regulator 13 from the estimated position by the identified model of the actuator in the block 15 and the control value u (k) obtained with the regulator 13 from the position measurement y (k) during operation without malfunction of the sensor 8. The measurement of Since the position y (k) is no longer available during this strategy, it is planned to previously acquire and store the command u (k) and the position y (k) during the current operation of the actuator 6 looped back. with the regula As shown in FIG. 11, by applying this strategy in which the measured position y (k) is replaced by the position estimated by the model of the actuator 6 initially identified, the position of the actuator 6 (curve 31e) approximately follows the setpoint position (curve 30e) for the 35% target jump and subsequent jumps from 10% to 35%. This approximate setpoint tracking is valid only to the extent that there is no disturbance and no changes in the behavior of the actuator 6. It can therefore only be used in the event of a malfunction of the sensor. position to improve the degraded mode of the motor 1. It is also possible to provide for the determination of dynamic limitations of the command setpoint from the R / S regulator 13. In FIG. 2, this determination is materialized by the block 22 and its application by block 23.
3036199 15 Les valeurs de saturation de la commande minimum et maximum sont calculées à chaque instant en fonction de la position y(k) de l'actionneur 6 et de la consigne de position yc(k). Si la position y(k) de l'actionneur 6 est inférieure à la consigne de position yc(k) alors : 5 La saturation maximum est fixée à une valeur très supérieure à la limite maximum physique de la commande autrement dit à la tension maximum de commande pour un actionneur électrique, par exemple deux fois cette valeur, pour améliorer le suivi de consigne en transitoire. La saturation minimum est fixée à la limite minimum physique de la commande 10 autrement dit à la tension minimum de commande pour un actionneur électrique, pour éviter des dépassements excessifs. Si la position y(k) de l'actionneur 6 est supérieure à la consigne de position yc(k) alors : 15 La saturation maximum est fixée à la limite maximum physique de la commande pour éviter des dépassements excessifs, La saturation minimum est fixée à une valeur très inférieure à la limite minimum physique de la commande, améliorer le suivi de consigne en transitoire.The saturation values of the minimum and maximum control are calculated at each instant as a function of the position y (k) of the actuator 6 and of the position set yc (k). If the position y (k) of the actuator 6 is lower than the position set yc (k) then: The maximum saturation is set to a value much greater than the maximum physical limit of the command, ie to the maximum voltage for controlling an electric actuator, for example twice this value, to improve the transient setpoint tracking. The minimum saturation is set at the physical minimum limit of the control 10, ie the minimum control voltage for an electric actuator, to avoid excessive overshoot. If the position y (k) of the actuator 6 is greater than the position set yc (k) then: The maximum saturation is set to the maximum physical limit of the command to avoid excessive overshoot, the minimum saturation is fixed at a value much lower than the physical minimum limit of the command, improve the transient setpoint tracking.
20 On peut également prévoir une anti-saturation du régulateur 13 (figure 2, flèche 24). L'anti-saturation est réalisée en saturant la valeur de commande qui est utilisée pour calculer les termes récursifs du régulateur 13. Ainsi lorsque la commande est saturée, le régulateur 13 n'est plus intégrateur et donc désature rapidement.It is also possible to provide an anti-saturation of the regulator 13 (FIG. 2, arrow 24). The anti-saturation is achieved by saturating the control value which is used to calculate the recursive terms of the regulator 13. Thus, when the control is saturated, the regulator 13 is no longer integrating and therefore quickly desaturated.
25 Cette innovation a pour but de proposer une approche capable d'accroître les performances de contrôle des actionneurs électriques notamment ceux des moteurs à combustion internes dans un contexte où : - les normes de pollution et les nouveaux cycles d'homologation demandent de plus en plus une efficacité en transitoire des actionneurs 30 - La maîtrise de ces polluants doit être maintenue avec un kilométrage important du véhicule et donc un vieillissement ou encrassement des actionneurs. Le procédé de contrôle de l'invention est ici décrit dans son utilisation dans un moteur à combustion interne comme système technique, cependant il peut être utilisé dans des 35 systèmes techniques autres qu'un moteur à combustion comprenant un actionneur électrique à piloter en boucle fermée.This innovation aims to propose an approach capable of increasing the control performance of electric actuators, in particular those of internal combustion engines, in a context where: - pollution standards and new approval cycles are increasingly demanding a transient efficiency of the actuators 30 - The control of these pollutants must be maintained with a significant mileage of the vehicle and therefore aging or fouling of the actuators. The control method of the invention is here described in its use in an internal combustion engine as a technical system, however it can be used in technical systems other than a combustion engine comprising an electric actuator to drive in closed loop .
3036199 16 Le procédé de contrôle proposé dans l'invention est adaptatif et s'auto-calibre. Il ne nécessite donc très peu d'essais pour la mise au point. Il permet de reconnaitre la dynamique de l'actionneur, que celui-ci soit lent ou rapide, neuf ou usagé, et donc de 5 régler au mieux la loi de commande en conséquence pour obtenir des performances améliorées. En cas de dysfonctionnement du capteur de position, le modèle identifié en ligne de l'actionneur de la loi de commande adaptative permet d'estimer de façon approchée le comportement de la position pour une commande donnée et donc au moins transitoirement un maintien partiel de la fonctionnalité. 10The control method proposed in the invention is adaptive and self-calibrating. It therefore requires very little testing for the development. It makes it possible to recognize the dynamics of the actuator, whether it is slow or fast, new or used, and therefore to better adjust the control law accordingly to obtain improved performance. In the event of a malfunction of the position sensor, the on-line model of the actuator of the adaptive control law makes it possible to approximate the behavior of the position for a given command and therefore at least temporarily a partial maintenance of the functionality. 10
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1554249A FR3036199A1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL OF A CONTROL ASSEMBLY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR1554249A FR3036199A1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL OF A CONTROL ASSEMBLY |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3036199A1 true FR3036199A1 (en) | 2016-11-18 |
Family
ID=53484070
Family Applications (1)
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| FR1554249A Pending FR3036199A1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | METHOD FOR ADAPTIVE CONTROL OF A CONTROL ASSEMBLY |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3036199A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5180956A (en) * | 1990-03-30 | 1993-01-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adaptability controller for robots |
-
2015
- 2015-05-12 FR FR1554249A patent/FR3036199A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5180956A (en) * | 1990-03-30 | 1993-01-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adaptability controller for robots |
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