基于BP-PID的汽車空調控制系統仿真研究

劉姝廷潘宇

1. 沈陽工學院 2. 沈陽正大自控工程有限公司

基于BP-PID的汽車空調控制系統仿真研究

劉姝廷1潘宇2

1. 沈陽工學院 2. 沈陽正大自控工程有限公司

隨著近年來霧霾的嚴重加劇，汽車空調控制系統越來越被人們所重視。本文將智能算法BP神經網絡與常規PID算法相結合對汽車空調控制系統進行仿真研究，仿真結果表明該方法具有魯棒性好、精度高的優點。

汽車空調控制系統 BP神經網絡 常規PID

1 BP-PID控制器結構

BP-PID控制器主要由常規的PID控制器和神經網絡構成。常規的PID控制器對汽車空調被控對象進行閉環控制，并且在線調整三個參數kp、ki、kd。BP神經網絡調節PID控制器的參數，達到控制系統性能的最優，對應于PID控制器的可調整參數kp、ki、kd。BP-PID控制器結構如圖1所示，

圖1 基于BP-PID控制器結構圖

2 BP算法

BP網絡是一種單向傳播的多層前向網絡。BP算法如下所示：

Step3：計算BP各層輸出，最終輸出層的輸出為PID控制器的三個可調參數kp、ki、kd。

Step6：設1+=kk，返回到（1）。

3 仿真研究

汽車空調系統中的車內溫度對象大多是慣性環節，采用文獻中的汽車內溫度數學模型，該數學模型為

采用BP-PID算法對汽車內溫度進行控制，選擇4-5-3BP網絡。學習速率η=0.21，慣性系數0.04 α=。加權系數取區間[-0.5，0.5]上的隨機數，給定車內溫度為25℃。仿真結果如圖2和圖3所示。

從圖2和圖3可以看出，常規PID算法存在超調，穩定性較差，存在偏差，加入BP算法以后，響應曲線沒有超調，響應速度快，魯棒性較好，控制的精度較高。

圖2 PID仿真曲線

圖3 BP-PID仿真曲線

4 結束語

本文對汽車空調系統中的車內溫度進行仿真，將智能算法BP神經網絡與常規PID結合，仿真效果顯著，控制精度高，魯棒性強，對汽車空調系統的控制能起到一定的借鑒作用。

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劉姝廷，1983—，遼寧沈陽人，講師，研究方向：工業智能控制與軟件開發。