Как работает круиз контроль с точки зрения алгоритма?

Question

Всех приветствую.
Вопрос не совсем простой на самом деле, как может показаться.
Представим ситуацию. У нас всего лишь одна передача, допустим четвертая, не важно вобще.
Обороты двигателя 3000.
Мы едем с какой то там скоростью, например 60км час.
Газ (дроссельная заслонка в случае с карбюратором - дале только о нем и речь) зажат например на 50%.
И вот, внезапно, скорость (а равно и обороты) начинают падать - автомобиль поехал в горку.
Или наоборот, автомобиль поехал с горки и обороты начали расти.

Круиз контроль имет на входе тахометр (или спидометр - у нас лишь 1 передача, и сотношение заране известно, поэтому нет разницы, представим, что нам надо на 4 передаче держать скорость 60км в час, что в нашем фантастическом случае равно ровно 3000 оборотов двигателя в минуту) .
Круиз контроль на выходе должен выдать процент нажатия на педаль газа (процент открытия заслонки) .

Вопрос заключается в следующем: по какой формуле это считать, как сделать сглаживание и избежать эффекта маятника, когда газ будет все время маятником больше-меньше?

Плюс надо учитывать что если сейчас мы взяли в горку на 5%, то пока мы увеличиваем газ, горка может стать уже 10%, а потом резко -5%. И нужно держать обороты в пределах допустимого. Например с погрешностью в 10%, то есть 2700-3300.

На бензиновых генераторах зависимость прямая - тяговая от механического датчика оборотов до карбюратора протянута тяга. Меньше оборотов - сильне давит на тягу.
Больше оборотов - меньше давит на тягу. Мне кажется это самый дешевый, но нестабильный способ, потому что открытое сечение карбюратора не прямо-пропорционально зажатой тяге, потому что там эффект вращения идёт. Заслонка вращается а не сдвигается, и 0% тяга = 0% заслонки, 100% тяги = 100% тяги. Но 30% тяги уже может быть 20%, в то время как 70% тяги это 80% заслонки, а 90% тяги это 95% заслонки. Это надо считать боле точно.

Идея написать какой-то алгоритм, который будет иметь некоторые наращивания и сглаживания нажатия газа

Нет нужды сейчас задаваться вопросом а как это будет работать на реальной машине - сейчас вопрос исключительно в алгоритме на входе обороты в минуту - на выходе процент нажатия на тягу который меняется со временем из-за сглаживания и иных коэффициентов (как на круиз контролях заводских типа спокойно/норма/спорт) и учитывает что процент нажатия на тягу имет нелинейную зависимость с открытием заслонки карбюратора. Да, система именно для карбюраторной. Хотя если мы не собираемся заране эту нелинейность считать и составлять график - то предполагаю, что алгоритм сам должен уметь подгазовывать когда не хватает, ориентируясь именно на обороты.

Буду очень благодарен за различные наводки.

Answer 1

все системы строятся по одной модели с отрицательной обратной связью, причем быстродействие электроники явно с запасом. Зачем алгоритм если можно аналоговую электронику использовать. Впрочем если хочется алгоритма можно и алгоритм. Вычислили разницу в параметрах и добавили или убавили обороты. Если к примеру скорость упадет достаточно заметно за секунду то по теореме Котельникова достаточно опрашивать данные раз в полсекунды. Условно конечно но наверное это так и есть.

Answer 2

Предположу что там регулятор типа ПИД. По сути вычисляется не значение, а разница между реальным и требуемым, и эта разница уже действует на заслонку, таким образом изменения прекращаются когда разница сводится к нулю Это П-часть, то есть пропорциональная, ИД нужны как раз для контроля плавности и конечного состояния, интегрально-дифференциальная. То есть через интегрирующие и дифференцирующие цепочки сигнал дифференцируется и интегрируется, что даёт скорость изменения и глубину. То есть чем ближе значения реального и желаемого, тем медленне происходят изменения за счёт интегрирования, а дифференциальная цепочка даёт скорость изменения величины, чтобы реагировать на резко меняющиеся параметры. По сути это всё можно реализовать тупо на железе, к примеру так же работают всякие регуляторы температуры в нагревателях-паялах, у всех заявлен ПИД-регулятор, и его при желании можно забубенить на операционных усилителях, но контроллером проще.