主要内容

Bang-Bang温度控制系统

这个例子展示了如何对一个调节锅炉温度的bang-bang控制系统建模。该模型有两个组成部分:

  • 锅炉装置模型是一个Simulink®子系统,用于金宝app对锅炉动力学进行建模。

  • Bang-Bang Controller是一个实现Bang-Bang控制逻辑的statflow®图表。

图表用途:

  • 时间逻辑来实现bang-bang周期的定时

  • 8位定点数据表示锅炉的温度

通过使用实现控制逻辑操作符

Bang-Bang控制器决定锅炉何时开启或关闭。一开始,锅炉是关闭的。40秒后,如果锅炉是冷的,锅炉就会打开。20秒后,锅炉关闭,继续进行砰砰控制循环。

控件之间的转换状态时,图表调用绝对时间时态逻辑运算符.例如,转换标签(20秒后)触发从状态激活20秒。标签(40秒后)(冷())导致了从如果函数发生返回真正的状态激活40秒。

state也使用时间逻辑来控制状态LED。因为Simulink模型中的状态流图不支持操作符金宝app金宝app每一个对于绝对时间时间逻辑,状态通过使用一个子状态来实现LED的操作闪光用一个自循环过渡。过渡的标签后(5秒)触发基态的进入动作,并使LED每5秒闪烁一次。

在8位处理器上处理浮点数据

锅炉厂模型子系统模拟锅炉在加热或冷却期间的温度反应。

根据Bang-Bang控制器图表的输出,子系统在之前的锅炉温度上增加或减少一个温度增量(加热+1或冷却-0.1),并将结果传递给数字温度计子系统。

数字温度计子系统将产生的温度转换成8位定点表示。转换分三个步骤进行。

  • 传感器块转换输入锅炉温度T_{实际}识别美元到中间模拟电压输出$V_{sensor} = 0.05 \cdot T_{actual} + 0.75

  • 模数转换器(ADC)子系统将来自传感器模块的模拟电压乘以美元\压裂{256}{5}$,四舍五入到整数层,然后将结果限制为255(最大的8位无符号整数值)。子系统输出量化的整数$Q = lfloor \frac{256}{5} \cdot V_{sensor} \rfloor = lfloor \frac{256 \times 0.05}{5} \cdot T_{actual} + frac{256 \times 0.75}{5} \rfloor$

  • 线性定点转换模块将传感器和ADC模块的组合传递函数进行反相,将锅炉温度编码为斜率为的定点数$S = $ frac{5}{256 \times 0.05} = 0.390625还有一种偏见$B = - frac{0.75}{0.05} = -15.这些定点参数转换8位量化整数问美元转换成数字编码温度$T_{digital} = SQ + B = frac{5}{256 \times 0.05} \cdot \lfloor \frac{256\times 0.05}{5} \cdot T_{actual} + frac{256\times 0.75}{5} \rfloor - frac{0.75}{0.05}近似T_{actual}$

Bang-Bang控制器图表接收这个数字编码温度,并将其解释为无符号8位定点数据临时.该图表在8位环境中处理温度数据,没有任何显式转换。

分析仿真结果

经过仿真,Simulink scope显示锅金宝app炉在大约450秒(7.5分钟)后达到20摄氏度的温度。bang-bang控制逻辑有效地维持了模拟的其余部分的温度。

另请参阅

||(金宝app模型)

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