这个例子显示了如何模拟自动气候控制系统的工作中使用的Simulink和Stateflow®汽车。金宝app您可以输入一个温度值,你想在车内空气通过双击用户设定值在摄氏Block和输入温度值达到。您还可以设置在摄氏外部温度以类似的方式。上的模型示出了温度传感器的读数放置驾驶员的头部后面的右手侧的数值显示。这是司机应该感觉到的温度。当模型运行和气候控制处于活动状态,正是这种显示框,它的值发生变化,显示的温度在车内的变化。
图1:自动气候控制系统
监管控制器在Stateflow的实现。双击Stateflow的图表显示监控逻辑是如何被制定。
当Heater_AC状态表明,当您输入大于汽车中的当前温度的设定点温度至少0.5℃时,加热器系统将接通。加热器将保持有效直到汽车中的当前温度在设定点温度的0.5°内。类似地,当用户进入比当前汽车温度低0.5°C(或更多)的设定值时,空调接通并保持有效直到汽车中的空气温度在设定点温度的0.5℃范围内。之后,系统将关闭。已经实施了0.5°的死区以避免连续切换的问题。
当鼓风机状态下,设定点温度和当前温度,就越难风扇吹动之间的差就越大。这确保了温度将在合理的时间量,达到所要求的值,尽管温度差。再一次,当在汽车中的空气温度是内设定点温度的0.5度C时,系统将关闭。
空气分布(空达)和回收航空状态(Recyc_Air)是由触发状态流图表的两个开关的控制。内部转型已经在这两种状态中实现在需要时方便的窗户有效除霜。当除霜状态被激活时,循环空气被关闭。
图2:在Stateflow的监督控制逻辑
加热器模型是从下面所示的加热器交换机的等式构建的:
TOUT = TS - (TS-锡)E 1 [( - PI * d * L * HC)/(m_dot * CP)]
在哪里:
TS =常数(散热器壁温)
d =0.004米(通道直径)
L =0.05米(散热器厚度)
N = 30000(通道数)
k = 0.026 w / mk =常数(空气导热率)
CP = 1007焦耳/ KGK =常数(空气的比热)
层流(HC = 3.66(k / d)= 23.8 w / m 2k)
此外,加热器瓣的影响考虑在内。类似于鼓风机的操作,所需的设定点温度和在汽车的当前温度之间的温度差,越加热器翼片被打开更大的和越大,加热效果。
空气调节器模型,从下面的公式建立:
Y *(W * TCOMP)= m_dot *(H4-H1)
在哪里:
Y =效率
m_dot =质量流率
W =发动机的速度
TCOMP =压缩机扭矩
H4,H1 =焓
在这里,我们具有A / C系统的BANG-BANG控制,其中通过发动机速度和压缩机扭矩确定离开A / C的空气的温度。
图3:加热器控制子系统
图4:的A / C控制子系统
驾驶员的空气温度受到所有这些因素的影响:
的空气的排出通风口的温度
外部空气的温度
汽车中的人数
这些因素被输入到舱室内部的热力学模型中。我们考虑到通过计算汽车内部的通风气温和电流温度之间的差异并将其乘以风扇速度比例(质量流量)来考虑空气的温度。然后,每人在汽车中增加100W的能量。最后,外部空气的温度与内部空气温度之间的差异乘以较小的质量流速,以解释从外部辐射到汽车中的空气。
内部动力学模型的输出被馈送到显示块通过放置在驾驶员的头部的后面的传感器读取温度的量度。如果使用默认设置运行模拟,温度在18℃的外部温度读出开始,然后冷却至9℃时的用户设定点。
图5:温度计显示随时间变化