一种车辆、磁流变液式车辆减振座椅控制装置及其方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车辆、磁流变液式车辆减振座椅控制装置及其方法。

背景技术：

对于座椅舒适性问题，研究表明，车辆座椅的振动对人的生理和心理反应会产生十分不利影响，长时间处于低频高强度的振动中会危及到驾驶员的心血管系统、神经组织、肌肉组织，会造成驾驶员的听觉衰退，反应迟钝，增加了驾驶员身体和精神上的负担，更为严重的是增加了发生交通事故的概率。汽车在行驶的过程中会用各个方向的振动，因此座椅会相应地产生各个方向的振动，存在很大的舒适性问题，且目前的汽车减振座椅大多集中在上下方向的减振上，能进行多维减振的座椅较少；其次，现阶段的减振座椅多采用的的是连杆和弹簧阻尼组合而成的机械机构，使用时间变长后会存在机构磨损、易损坏和座椅异响等问题。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁流变液式车辆减振座椅控制装置及其方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种磁流变液式车辆减振座椅控制装置，所述磁流变液式车辆减振座椅控制装置包括：座椅本体、阻尼组件、弹性密封连接构件、箱体、加速度传感器和ECU，其中：所述阻尼组件包括以垂直方式固定连接在所述座椅本体底部的阻尼板以及贯穿所述阻尼板的阻尼孔；内部封装有磁流变液的所述箱体通过弹性密封连接构件与所述阻尼组件密封连接；所述阻尼组件悬浮在所述磁流变液中而能够与所述箱体的内表面保持为隔开状态；所述加速度传感器用于采集座椅加速度信息，并输送给所述ECU；所述ECU用于接收所述加速度传感器采集到的座椅加速度信息，并根据所述座椅加速度信息计算作用到所述磁流变液的电流控制量，以控制所述磁流变液流经所述阻尼孔时的阻尼特性。

进一步地，所述ECU包括：比较器，其用于比较所述加速度传感器采集到的座椅加速度信息与期望值，得到差值；和专家PID控制器，其用于将所述比较器得到的差值作为误差输入量，利用专家PID控制方法计算出作用到所述磁流变液的电流控制量。

进一步地，所述专家PID控制器具体包括：

第一计算模块：其用于设定离散化的e(k)、e(k-1)、e(k-2)作为误差输入量，e(k)为当前采样周期的误差值，e(k-1)为前一个采样周期的误差值，e(k-2)为前两个采样周期的误差值，k为循环次数，则有关系式为：

Δ²e(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)；以及

第二计算模块，根据所述第一计算模块确定的误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量，具体包括：

(1)在|e(k)|≥M₁且M₁为设定的最大误差界限的情形下，电流控制量按照算法限定的最大值进行输出；

(2)在e(k)Δe(k)≥0的情形下：

若|e(k)|>M₂，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁{k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]}；

或者，u(k)＝u(k-1)+k₁[k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)]；

式中，u(k)为第k次输出的电流控制量，u(k-1)为第(k-1)次输出的电流控制量；k₁为放大增益因数，k₁>1；M₂为设定的误差界限，M₁>M₂；k_p为PID的比例系数，k_i为PID的积分系数，k_d为PID的微分系数；

若|e(k)|2，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]；

或者，u(k)＝u(k-1)+k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)；

(3)在e(k)Δe(k)<0、e(k)Δe(k-1)>0或e(k)＝0的情形下，电流控制量为：u(k)＝u(k-1)；

(4)在e(k)Δe(k)<0，Δe(k)Δe(k-1)<0的情形下，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁k_pe_m(k)|e(k)|≥M₂；

u(k)＝u(k-1)+k₂k_pe_m(k)|e(k)|2；

式中，k₂为抑制系数，02<1；e_m(k)为误差e的第k个极值；

(5)在|e(k)|<ε的情形下，电流控制量为：

式中，ε为任意小的实数，为对误差的积分项。

进一步地，所述阻尼组件中的所述阻尼板的数量为三块，被构造成交叉且相互垂直。

进一步地，所述阻尼组件还包括连接板，所述连接板的下表面连接各块所述阻尼板的顶部，上表面连接所述座椅本体，所述连接板外套设所述弹性密封连接构件。

进一步地，所述弹性密封连接构件呈环状，内圈套设在所述阻尼组件外；所述弹性密封连接构件具有供所述箱体的顶部开口嵌入的周向槽，以密封连接所述箱体和所述阻尼组件。

进一步地，所述箱体的四个侧面分别设置绕有励磁线圈的固定磁极板，所述固定磁极板通过电流放大器与专家PID控制器电连接，专家PID控制器输出的电流控制量依次经由所述电流放大器和固定磁极板，作用到所述磁流变液，以控制所述磁流变液流经所述阻尼孔的阻尼特性。

本发明还提供一种车辆，其包括如上所述的磁流变液式车辆减振座椅控制装置。

本发明还提供一种磁流变液式车辆减振座椅控制方法，所述磁流变液式车辆减振座椅控制方法包括：步骤1，实时采集座椅的实际加速度信息；步骤2，将步骤1采集的座椅的实际加速度信息与加速度期望值进行比较，得到一个差值；步骤3，将步骤2中计算得到的差值作为误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量；步骤4，利用步骤3得到的电流控制量控制磁流变液流经阻尼孔时的阻尼特性，以在三维空间内对座椅进行减振，使座椅的实际加速度信息接近于加速度期望值。

进一步地，步骤3具体包括：

步骤31，令离散化的e(k)、e(k-1)、e(k-2)作为误差输入量，e(k)为当前采样周期的误差值，e(k-1)为前一个采样周期的误差值，e(k-2)为前两个采样周期的误差值，k为循环次数；

Δ²e(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)；以及

步骤32，根据步骤31确定的误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量的方法具体如下：

(1)在|e(k)|≥M₁且M₁为设定的最大误差界限的情形下，电流控制量按照算法限定的最大值进行输出；

(2)在e(k)Δe(k)≥0的情形下：

若|e(k)|>M₂，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁{k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]}；

或者，u(k)＝u(k-1)+k₁[k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)]；

式中，u(k)为第k次输出的电流控制量，u(k-1)为第(k-1)次输出的电流控制量；k₁为放大增益因数，k₁>1；M₂为设定的误差界限，M₁>M₂；k_p为PID的比例系数，k_i为PID的积分系数，k_d为PID的微分系数；

若|e(k)|2，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]；

或者，u(k)＝u(k-1)+k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)；

(3)在e(k)Δe(k)<0、e(k)Δe(k-1)>0或e(k)＝0的情形下，电流控制量为：u(k)＝u(k-1)；

(4)在e(k)Δe(k)<0，Δe(k)Δe(k-1)<0的情形下，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁k_pe_m(k)|e(k)|≥M₂；

u(k)＝u(k-1)+k₂k_pe_m(k)|e(k)|2；

式中，k₂为抑制系数，02<1；e_m(k)为误差e的第k个极值；

(5)在|e(k)|<ε的情形下，电流控制量为：

式中，ε为任意小的实数，为对误差的积分项。

本发明利用加速度传感器采集座椅加速度信息，并将座椅加速度信息传输到ECU，ECU再根据相应的控制策略给出相应的电流控制量，从而改变磁场强度，使磁流变液中的磁性颗粒在磁场中会改变原本杂乱无章排列方式，变为按照某个方向有序排列，改变磁流变液的流向，进而改变磁流变液的粘度，产生不同的阻尼力，使得交叉型阻尼板在该振动方向的变得困难，从而起到减振效果，在此之后进行循环，直到使座椅本体的加速度很小，接近加速度期望值为止，实现对座椅本体的减振，有利于提高乘员坐在座椅上的舒适性。另外，由于未采用连杆和弹簧阻尼等机械结构，极大地改善了机构磨损、易损坏和座椅异响等问题。

附图说明

图1是根据本发明所提供的磁流变液式车辆减振座椅控制装置一优选实施例的结构示意图。

图2是图1中的座椅的结构示意图。

图3是图1中的弹性密封连接件的结构示意图。

图4是图1中的磁流变液式车辆减振座椅控制装置采用的专家PID控制循环框图。

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1至图3所示，本实施例所提供的磁流变液式车辆减振座椅控制装置包括座椅本体1、阻尼组件2、弹性密封连接构件3、箱体4、加速度传感器5和ECU(Electronic Control Unit，车载电脑)7，其中：

阻尼组件2包括阻尼板21和连接板23，其中，阻尼板21以垂直方式固定连接在座椅本体1底部，并且，阻尼板21上布满有贯穿阻尼板21设置的阻尼孔22。连接板23的下表面连接各块阻尼板21的顶部，上表面通过连接件11固定连接座椅本体1。

箱体4的底部固定连接在地板12上。箱体4内部封装有磁流变液6，并通过弹性密封连接构件3与阻尼组件2密封连接。阻尼组件2置于磁流变液6中，利用浮力和弹性密封连接构件3的拉力使阻尼组件悬浮，阻尼组件2能够悬浮在磁流变液6中，与箱体4的内表面始终保持为隔开状态。

加速度传感器5用于采集座椅的实际加速度信息，并输送给ECU7。ECU7用于接收加速度传感器5采集到的实际加速度信息，并根据所述实际加速度信息计算作用到磁流变液6的电流控制量，以控制磁流变液6流经阻尼孔22时的阻尼特性，以改变磁流变液6流经阻尼孔22时的难易程度。

显然，阻尼组件2悬浮在磁流变液6中，这相当于座椅本体1始终处于一个悬浮状态，随着车辆的运动工况的变化，座椅本体1会产生相应的振动，与座椅本体1连接的阻尼组件2将座椅本体1的振动传递给磁流变液6，使磁流变液6朝与振动方向相对应的方向流经阻尼孔22。本领域技术人员可以知晓的是：磁流变液6的粘度会直接影响到磁流变液6的流动性，进而影响到磁流变液6流经阻尼孔22时的难易程度。

本实施例利用加速度传感器5采集座椅加速度信息，并将座椅加速度信息传输到ECU7，ECU7再根据相应的控制策略给出相应的电流控制量，从而改变磁场强度，使磁流变液6中的磁性颗粒在磁场中会改变原本杂乱无章排列方式，变为按照某个方向有序排列，改变了磁流变液6的粘度，改变磁流变液6的流向，产生不同的阻尼力，使得交叉型阻尼板21在该振动方向的变得困难，进行减振，之后进行循环，直到使座椅本体1的加速度很小，接近加速度期望值为止，实现对座椅本体1的减振，进而有利于提高乘员坐在座椅上的舒适性。另外，由于未采用连杆和弹簧阻尼等机械结构，极大地改善了机构磨损、易损坏和座椅异响等问题。

如图4所示，在一个实施例中，ECU7包括比较器71和专家PID控制器72，其中：

比较器71用于比较加速度传感器5采集到的座椅的实际加速度信息与加速度期望值，得到一个差值。加速度期望值通常选取为0，即期望座椅本体1不振动。比较器71可以是内置在ECU7中算法的一部分，也可以是具有比较功能的比较器或比较电路等硬件。

专家PID控制器72用于将比较器71得到的差值作为误差输入量，利用专家PID控制方法计算出作用到磁流变液6的电流控制量。

本实施例中，加速度传感器5将收集到的座椅的实际加速度信息与计算速度期望值进行比较，并将比较器71得到的差值作为误差输入量输入到专家PID控制器中，经过控制算法计算出作用到磁流变液6的电流控制量，对磁流变液6的阻尼特性进行控制，并再次收集加速度信号，如此循环，达到迅速精确的控制目的。

在一个实施例中，专家PID控制器72具体包括第一计算模块721和第二计算模块722，其中：

第一计算模块721用于设定离散化的e(k)、e(k-1)、e(k-2)作为误差输入量，e(k)为当前采样周期的误差值，e(k-1)为前一个采样周期的误差值，e(k-2)为前两个采样周期的误差值，k为循环次数，则可表达为：

根据Δe(k)＝e(k)-e(k-1)以及Δe(k-1)＝e(k-1)-e(k-2)，计算得到下式：

Δ²e(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)。

第二计算模块722用于根据第一计算模块721确定的误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量，具体包括：

(1)在|e(k)|≥M₁且M₁为设定的最大误差界限的情形下，误差输入量的绝对值已经很大，所以不论误差值的变化趋势如何，都需要按照最大值进行输出，以达到迅速减小误差的作用，此时的控制器相当于开环控制。具体方法是：M₁可以设置为不同的值，并进行多次试验反复调试，获得各M₁值下的最大值作为电流控制量。

(2)在e(k)Δe(k)≥0的情形下，误差输入量的绝对值在朝着误差绝对值增大的方向变化或者误差输入量为常数。

若|e(k)|>M₂，此时的误差输入量的绝对值较大，可考虑由控制器实施较强的控制作用，使误差输入量的绝对值朝减小方向变化，迅速减小误差输入量的绝对值，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁{k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]}；

或者，u(k)＝u(k-1)+k₁[k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)]。

式中，u(k)为第k次输出的电流控制量，u(k-1)为第(k-1)次输出的电流控制量；k₁为放大增益因数，k₁>1；M₂为设定的误差界限，M₁>M₂；k_p为PID的比例系数，k_i为PID的积分系数，k_d为PID的微分系数。

若|e(k)|2，此时的误差输入量在向着增大的方向变化，但是误差输入量的绝对值不大，可以考虑实施一般的控制作用，以减小误差输入量，使其朝误差输入量的绝对值减小方向变化，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]；

或者，u(k)＝u(k-1)+k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)。

(3)在e(k)Δe(k)<0、e(k)Δe(k-1)>0或e(k)＝0的情形下，误差输入量的绝对值朝减小的方向变化，或者已经达到平衡状态。此时，可考虑采取保持控制器输出不变，电流控制量仍为：

u(k)＝u(k-1)

(4)在e(k)Δe(k)<0，Δe(k)Δe(k-1)<0的情形下，误差输入量处于极值状态，如果此时误差输入量的绝对值较大，即|e(k)|>M₂，可考虑实施较强的控制作用；如果此时误差输入量的绝对值较小，即|e(k)|2，可考虑实施较弱的控制作用，则电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁k_pe_m(k)|e(k)|≥M₂；

u(k)＝u(k-1)+k₂k_pe_m(k)|e(k)|2；

式中，k₂为抑制系数，02<1；e_m(k)为误差e的第k个极值，e_m(k)通过前面的各采样周期获得数据进行比对后获得。

(5)在|e(k)|<ε的情形下，误差输入量的绝对值已经很小，此时加入积分环节，减少稳态误差，电流控制量为：

式中，ε为所期望获得的误差精度值，可以为任意小的实数，为对误差的积分项。

需要说明的是：上述提到的各种情形下的PID参数值k_p、k_i、k_d是不同的，本实施例中，可将k_p的起始值设定在30-70％之间、k_i的起始值设定在24s-180s之间，k_d的起始值设定在3-180s之间，然后利用多次试验调试进行参数设计，调整各参数的取值，最后得到各个情形下比较理想的参数值。

在一个实施例中，阻尼组件2中的阻尼板21的数量为三块，被构造成交叉且相互垂直。阻尼板21形成的结构类似于在十字交叉结构，因此，座椅本体1上下运动时：水平布置的阻尼板21起到了阻尼器的作用。座椅本体1左右、前后运动时：竖直布置的两块阻尼板21起到阻尼器的作用。

本实施例利用三维空间相互垂直的阻尼板，并结合利用专家PID控制方法，可实现空间中各方向上的阻尼变化控制，在面对不同的路面激励的时候，ECU7接收到座椅速度信号后，可根据相应的控制策略来给出相应的电流控制量，从而改变磁场强度，进而产生不同的阻尼力，迅速而准确地衰减振动，实现在三维空间全方位减振，取得良好的减振效果，为提高座椅的舒适性提供有利条件。

如图3所示，弹性密封连接构件3由弹性材料制成，且呈环状，内圈套设在阻尼组件2的连接板23外。弹性密封连接构件3具有供箱体4的顶部开口嵌入的周向槽31，以密封连接箱体4和阻尼组件2。弹性密封连接构件3还起到类似于弹簧的作用，用于对阻尼组件2产生拉力使之与阻尼组件2重力平衡，加上磁流变液6的浮力作用，使之悬浮在磁流变液6中。

箱体4的四个侧面分别设置绕有励磁线圈的固定磁极板8，固定磁极板8通过电流放大器9与模数/数模转换器10电连接，专家PID控制器72输出的电流控制量依次经由模数/数模转换器10、电流放大器9和固定磁极板8，作用到所述磁流变液6。

本实施例所提供的磁流变液式车辆减振座椅控制装置还包括模数/数模转换器10，模数/数模转换器10用于将比较器71得到的差值由模拟信号转化成数字信号，输入给专家PID控制器72以及将专家PID控制器72输出的电流控制量由数字信号转化成模拟信号，该模拟信号作用到磁流变液6，控制磁流变液6的阻尼特性，对座椅本体1实施三维空间全方位减振，并再次收集加速度信号，如此循环，达到迅速精确的控制目的。

本发明工作过程如下：

当某一方向产生振动时，由于弹性密封连接构件3属于弹性元件，其可以起到类似弹簧的作用，对座椅进行缓冲减振，并且可以限制座椅在三维方向的位移不至于过大。

与此同时，使用时，加速度传感器5将采集到的实际加速度信息传递到信号放大调理电路13，信号放大调理电路13将采集到的信号进行放大、整流和滤波，并经过模数/数模转换器10的模数转换输入到ECU7中，ECU7在得到信号后计算第k次循环时的误差e(k)，并和第k-1、k-2次的误差e(k-1)、e(k-2)一起作为输入量与加速度期望值进行比对，按照相应的控制逻辑进行计算分析，并输出精确的控制信号，该控制信号即为电流控制量。该电流控制量经过模数/数模转换器10的数模转换之后输出给电流放大器10，之后输入固定磁极板8中，改变磁流变液6所处的磁场，磁流变液6中的磁性颗粒在磁场中会改变原本杂乱无章排列方式，变为按照某个方向有序排列，改变了磁流变液6的粘度，改变磁流变液6的流向，产生不同的阻尼力，使得交叉型阻尼板21在该振动方向的变得困难，进行减振，之后进行循环，直到使座椅本体1的加速度很小，接近加速度期望值为止，实现对座椅本体1的减振。

本发明还提供一种车辆，其包括上述各实施例所述的磁流变液式车辆减振座椅控制装置。车辆的其它部分为现有技术，在此不再展开描述。

如图4所示，本实施例所提供的磁流变液式车辆减振座椅控制方法包括：

步骤1，实时采集座椅的实际加速度信息；

步骤2，将步骤1采集的座椅的实际加速度信息与加速度期望值进行比较，得到一个差值；

步骤3，将步骤2中计算得到的差值作为误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量；

步骤4，利用步骤3得到的电流控制量控制磁流变液流经阻尼孔时的阻尼特性，以在三维空间内对座椅进行减振，使座椅的实际加速度信息接近于加速度期望值。

本实施例通过采集座椅的实际加速度信息，并将座椅的实际加速度信息与加速度期望值进行比较，得到一个差值，该差值作为误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量，从而改变磁场强度，使磁流变液中的磁性颗粒在磁场中会改变原本杂乱无章排列方式，变为按照某个方向有序排列，改变了磁流变液的粘度，改变磁流变液的流向，产生不同的阻尼力，使得交叉型阻尼板在该振动方向的变得困难，进行减振，之后进行循环，直到使座椅本体的加速度很小，接近加速度期望值为止，实现对座椅本体的减振，进而有利于提高乘员坐在座椅上的舒适性。

通过利用专家PID控制方法计算出作用到磁流变液6的电流控制量，可以使一个系统的输出达到理想的目标状态。P是比例调节，直接决定控制作用的强弱；I是积分环节，可以消除系统稳态误差；D是微分环节，用来预测偏差，产生超前的校正作用。专家PID控制方法基于受控对象和控制规律的各种知识，无需知道控制对象的精确模型，利用专家经验来修改PID参数。主要是检查误差的区间，合理调节PID中的各种系数，使之不是定值，致使系统更有鲁棒性。

在一个实施例中，步骤3具体包括：

步骤31，令离散化的e(k)、e(k-1)、e(k-2)作为误差输入量，e(k)为当前采样周期的误差值，e(k-1)为前一个采样周期的误差值，e(k-2)为前两个采样周期的误差值，k为循环次数，则可通过下式表达：

根据Δe(k)＝e(k)-e(k-1)以及Δe(k-1)＝e(k-1)-e(k-2)，计算得到下式：

Δ²e(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)。

步骤32，根据步骤31确定的误差输入量，利用专家PID控制方法计算电流控制量的方法具体如下：

(1)在|e(k)|≥M₁且M₁为设定的最大误差界限的情形下，此种情形下的误差输入量的绝对值已经很大，所以不论误差值的变化趋势如何，都需要按照最大值进行输出，以达到迅速减小误差的作用，此时的控制器相当于开环控制。具体方法是：M₁可以设置为不同的值，并进行多次试验反复调试，获得各M₁值下的最大值作为电流控制量。

(2)在e(k)Δe(k)≥0的情形下，此种情形下的误差输入量的绝对值在朝着误差绝对值增大的方向变化或者误差输入量为常数。

若|e(k)|>M₂，此时的误差输入量的绝对值较大，可考虑由控制器实施较强的控制作用，使误差输入量的绝对值朝减小方向变化，迅速减小误差输入量的绝对值，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁{k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]}；

或者，u(k)＝u(k-1)+k₁[k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)]。

式中，u(k)为第k次输出的电流控制量，u(k-1)为第(k-1)次输出的电流控制量；k₁为放大增益因数，k₁>1；M₂为设定的误差界限，M₁>M₂；k_p为PID的比例系数，k_i为PID的积分系数，k_d为PID的微分系数。

若|e(k)|2，此时的误差输入量在向着增大的方向变化，但是误差输入量的绝对值不大，可以考虑实施一般的控制作用，以减小误差输入量，使其朝误差输入量的绝对值减小方向变化，电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k_p[e(k)-e(k-1)]+k_ie(k)+k_d[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]；

或者，u(k)＝u(k-1)+k_pΔe(k)+k_ie(k)+k_dΔ²e(k)。

(3)在e(k)Δe(k)<0、e(k)Δe(k-1)>0或e(k)＝0的情形下，误差输入量的绝对值朝减小的方向变化，或者已经达到平衡状态。此时，可考虑采取保持控制器输出不变，电流控制量仍为：

u(k)＝u(k-1)。

(4)在e(k)Δe(k)<0，Δe(k)Δe(k-1)<0的情形下，误差输入量处于极值状态，如果此时误差输入量的绝对值较大，即|e(k)|>M₂，可考虑实施较强的控制作用；如果此时误差输入量的绝对值较小，即|e(k)|2，可考虑实施较弱的控制作用，则电流控制量为：

u(k)＝u(k-1)+k₁k_pe_m(k)|e(k)|≥M₂；

u(k)＝u(k-1)+k₂k_pe_m(k)|e(k)|2；

式中，k₂为抑制系数，02<1；e_m(k)为误差e的第k个极值，e_m(k)通过前面的各采样周期获得数据进行比对后获得。

(5)在|e(k)|<ε的情形下，误差输入量的绝对值已经很小，此时加入积分环节，减少稳态误差，电流控制量为：

式中，ε为所期望获得的误差精度值，可以为任意小的实数，为对误差的积分项。

需要说明的是：上述提到的各种情形下的PID参数值k_p、k_i、k_d是不同的，本实施例中，可将k_p的起始值设定在30-70％之间、k_i的起始值设定在24s-180s之间，k_d的起始值设定在3-180s之间，然后利用多次试验调试进行参数设计，调整各参数的取值，最后得到各个情形下比较理想的参数值。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。