主要内容

模拟自动气候控制系统

这个例子展示了如何使用Simulink®和statflow®在汽车中模拟自动气候控制系统。万博1manbetx

  • 在摄氏用户设定值块中,输入所需车内空气温度的值。

  • 在“外部温度”中,输入外部空气温度的值。

  • 温度计显示块指示放置在司机头部后面的温度传感器的读数。这是司机感受到的温度。

图1:自动气候控制系统

Stateflow®控制器

statflow实现了监控控制器。要查看控制逻辑,请打开图表。

Heater_AC状态显示,如果进入比当前汽车温度高0.5℃以上的设定值,则加热器系统开启。加热器保持活动,直到汽车内的当前温度在设定温度的0.5度以内。同样,当您输入0.5℃或低于当前汽车温度的设定值时,空调就会打开。当车内空气温度低于设定温度0.5℃时,它就会保持活跃状态。为了避免连续开关和关闭加热器,逻辑实现了0.5度的死区

鼓风机状态下,设定值温度与当前温度的差越大,风机吹得越厉害。这确保了温度在合理的时间内达到所需的值,尽管有温差。当车内空气温度在设定温度的0.5℃以内时,系统关闭。

两个开关触发控制空气分布的状态流程图(AirDist)及空气循环再造(Recyc_Air)状态。为了促进有效的窗口除霜,控制器实现了这两种状态的内部转换。当融霜状态为活跃时,控制器关闭回风。

图2:statflow中的监控逻辑

加热器和空调型号

加热器模型实现了以下热交换方程:

t = t - (Ts- tin)e^[(-pi*D*L*hc)/(m_dot*Cp)]

地点:

  • Ts =常数(散热器壁温)

  • D = 0.004m(通道直径)

  • L = 0.05m(散热器厚度)

  • N = 30000(通道数)

  • k = 0.026 W/mK =常数(空气导热系数)

  • Cp = 1007 J/kgK =恒(空气比热)

  • 层流(hc = 3.66(k/D) = 23.8 W/m2K)

这些模型考虑了加热器的襟翼。与风机运行类似,所需设定值温度与当前内部温度之间的温差越大,加热效果就越大。

空调模型实现如下方程:

y * (w * Tcomp) = m_dot * (h4-h1)

地点:

  • y =效率

  • M_dot =质量流量

  • W =发动机的速度

  • Tcomp =压缩机扭矩

  • H4 h1 =焓

bang-bang控制的空调系统使用发动机转速和压缩机扭矩,以确定空气的温度,退出的空调。

图3:加热器控制子系统

图4:A / C控制子系统

小屋传热

这些因素会影响司机感受到的空气温度:

  • 出风口温度

  • 外部空气的温度

  • 车里的人数

这些因素是对客舱内部热力学模型的输入。为了计算出风口空气的温度,该模型计算出风口空气与当前汽车温度的差值,并乘以风扇转速比例(质量流量)。该模型为每个人增加了100瓦的能量。为了考虑空气从外部辐射到汽车内,该模型将外部和内部空气温度的差乘以一个较小的质量流量。

温度计显示块显示内部动力学模型输出。它是安装在司机头部后面的温度传感器的读数。如果使用默认设置运行模拟,则温度读数从外部温度18℃开始,然后冷却到用户设置的9℃。

图5:温度计对时间显示

相关的话题