本发明涉及汽车电子传感检测领域，具体是一种氨气传感器片芯温度控制方法及系统。
背景技术：
1、近些年来，随着经济的快速发展，生活节奏不断加快，人们为了出行方便，对汽车的需求越来越大。然而这也加剧了环境污染的问题。氮氧化物（nox）是汽车尾气中的一种有害物质，目前消除该氮氧化物最普遍的方法是选择性催化还原（scr），通过在喷气管中喷尿素可以将氮氧化物（nox）转化为氮气和水，且通常会在 scr 的出口装有氮氧传感器来检测经过 scr 后的氮氧化物（nox）含量，并依据检测结果来控制喷射的尿素量相应的进行调整。虽然 scr 可以有效地解决有害物质氮氧化物的排放，但是如果尿素喷射的过多就会产生多余的氨气（nh3），而氨气同样是一种有害气体，无色、具有强烈的刺激性气味且是一种有毒气体，所以在消除氮氧化物的同时也要解决氨气的排放问题，而要解决该问题首先要做的是检测氨气的浓度，所以通常在装有scr系统的车辆中也会装有氨气传感器来实时检测氨气的浓度。
2、现有的各种氨气传感器大多测量原理都是依赖一些气敏材料构成的元件通过与氨气产生反应进而检测氨气的浓度，而这些气敏材料一般都有一个最适温度能够让其保持材料的活跃和敏感，当这些气敏材料处在最适温度下检测的精度是最高的，但是由于环境或者其他因素带来的一些影响致使氨气传感器的温度可能不会始终维持在使得气敏材料最活跃的温度下，进而检测精度也会受到影响。
3、现有的对片芯温度的控制方法大多以pid控制方法为主，pid控制作为一种经典的控制方法，在现在很多的应用中非常有效，但是也存在很多的问题：pid控制是一种以误差来消除误差、以结果来影响结果的控制方法，它不同于现代的一些控制方法像自抗扰控制等它们会考虑系统的模型信息通过在系统运行的过程中施加控制力来实现控制，因而pid这种以结果来影响及结果的控制方法不会考虑未来的状态，无法通过优化未来的控制输入来实现更好的性能；除此之外，对于系统受到的扰动，简单的pid控制也无法对其进行补偿，相较于自抗扰控制其鲁棒性、适应性要差一些；pid控制一部分要依靠对误差积分的作用，然而积分项的引入会带来积分饱和、产生振荡等问题。除了控制方法存在的问题外，单纯的依靠pid控制无法实现高精度的控制要求，简单的pid控制不适用于像对传感器芯片温度高精度控制的案例中。
4、因此，现有的pid控制氨气传感器片芯温度效果一般，需要改进。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种氨气传感器片芯温度控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种氨气传感器片芯温度控制方法，包括以下步骤：
4、步骤1，利用基于模型的前馈控制器对于氨气传感器片芯系统的行为进行预测并结合反馈控制器计算出准确合适的加热器驱动占空比，进行前馈控制实现分阶段加热；
5、步骤2，通过自抗扰控制的即时观测器及时的观测扰动并结合总扰动抑制器来消除扰动，使得在受到扰动时仍然可以准确的加热到目标温度；
6、步骤3，利用累积观测器，根据氨气传感器片芯系统的控制信号和实际输出的关系来不断地修正前馈模型，进而不断提高前馈控制器模型的计算精度和控制能力。
7、作为本发明再进一步的方案：步骤1具体包括：
8、步骤11，基于模型的前馈控制器对于氨气传感器片芯系统的行为进行预测，接收氨气传感器片芯系统目标温度；
9、步骤12，基于氨气传感器片芯系统目标温度，基于模型的前馈控制器和反馈控制器驱动加热器；
10、步骤13，基于模型的前馈控制器接收累积观测器返回的参数 和 ，调节驱动加热器的占空比，实现分阶段加热。
11、作为本发明再进一步的方案：步骤2具体包括：
12、步骤21，即时观测器实时地观测系统的温度变化、湿度变化以及传感器元件的老化和磨损内部扰动；
13、步骤22，即时观测器实时地观测气体化学物质的干扰、颗粒物污染、机械振动外部扰动；
14、步骤23，即时观测器对内部扰动和外部扰动进行估计，量化扰动的大小、方向和时变特性，将估计的扰动 传输给总扰动抑制器；
15、步骤24，总扰动抑制器生成补偿信号并添加到氨气传感器片芯系统的控制信号中，以抵消或减小扰动对系统的影响。
16、作为本发明再进一步的方案：步骤3具体包括：
17、步骤31，在分阶段加热初始化阶段，为累积观测器的初始化阶段赋予一个合适的初始值；
18、步骤32，累积观测器利用新观测的数据不断地更新对系统参数的估计，通过不断的迭代、逐步的更新使得对系统参数的估计逐渐收敛到真实值，改变输出给基于模型的前馈控制器的参数 和 。
19、作为本发明再进一步的方案：步骤32具体包括：
20、步骤321，累积观测器实时的采集片芯系统的温度数据用于更新系统参数的估计，通过累积观测器的更新规则确保系统参数的估计适应新的观测数据；
21、步骤322，调整观测数据的权重用于平衡新的和先前的数据信息，避免过度依赖某些观测数据；
22、步骤323，设定收敛准则，当观测器收敛对系统参数的估计趋于平稳时就会把观测到的参数返回给前馈控制器以不断的提高前馈控制器的控制精度。
23、作为本发明再进一步的方案：步骤321中，使用卡尔曼滤波以及最小二乘估计方法，确保系统参数的估计适应新的观测数据。
24、一种氨气传感器片芯温度控制系统，包括，
25、基于模型的前馈控制器，用于采用氨气传感器片芯系统的计算模型，以累积观测器返回的参数 和 以及目标温度作为输入，来计算占空比，对加热器工作和停止时间比例进行控制，使得系统实际温度趋近目标温度；
26、累积观测器，用于实时的估计片芯系统状态，为基于模型的前馈控制器提供可变参数 和 ，来提高基于模型的前馈控制器的控制精度；
27、即时观测器，用于以氨气传感器片芯系统的输入（占空比）和输出（实际温度）作为该部分的输入，实时地观测片芯系统的内部扰动以及外部扰动，对扰动进行估计，量化扰动的大小、方向和时变特性，将估计的扰动 传输给总扰动抑制器；
28、总扰动抑制器，用于生成补偿信号并添加到控制信号中，以抵消或减小扰动对片芯系统的影响，提高系统的鲁棒性；
29、反馈控制器，用于和基于模型的前馈控制器结合计算出最合适的占空比并经过总扰动抑制器对扰动的补偿后，作为氨气传感器片芯系统的输入进而调节加热器的工作时间实现对片芯温度的控制；
30、基于模型的前馈控制器连接加热器，反馈控制器连接加热器，加热器连接总扰动抑制器，总扰动抑制器连接氨气传感器片芯系统、累积观测器、即时观测器，氨气传感器片芯系统连接累积观测器、即时观测器、反馈控制器，累积观测器连接基于模型的前馈控制器，即时观测器连接总扰动抑制器。
31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于模型的前馈控制器和主动抗扰反馈结合对氨气传感器片芯温度控制，能够大幅度的提高对氨气传感器片芯温度控制的响应速度，实现分阶段加热并有效地解决片芯温度控制的精度问题，是适合于对氨气传感器片芯的温度进行控制的控制技术。
1.一种氨气传感器片芯温度控制方法，其特征在于，该氨气传感器片芯温度控制方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氨气传感器片芯温度控制方法，其特征在于，步骤1具体包括：
3.根据权利要求1所述的氨气传感器片芯温度控制方法，其特征在于，步骤2具体包括：
4.根据权利要求1所述的氨气传感器片芯温度控制方法，其特征在于，步骤3具体包括：
5.根据权利要求4所述的氨气传感器片芯温度控制方法，其特征在于，步骤32具体包括：
6.根据权利要求5所述的氨气传感器片芯温度控制方法，其特征在于，步骤321中，使用卡尔曼滤波以及最小二乘估计方法，确保系统参数的估计适应新的观测数据。
7.一种氨气传感器片芯温度控制系统，应用于权利要求1到6任意一项所述的氨气传感器片芯温度控制方法，所述氨气传感器片芯温度控制系统包括：
