Контроллер Stateflow ®

Диспетчерский контроллер реализован в Stateflow. Двойное нажатие по диаграмме Stateflow показывает, как была сформулирована эта логика диспетчерской управляющей системы.

Состояние Heater_AC показывает, что, когда вы вводите уставку температуры, которая больше текущей температуры в автомобиле, по крайней мере, на 0,5 ° C, система нагревателя будет включена. Нагреватель будет оставаться активным до тех пор, пока текущая температура в автомобиле не будет находиться в пределах 0,5 o от заданной температуры. Точно так же, когда пользователь вводит уставку, которая составляет 0,5 град. C (или больше) ниже текущей температуры автомобиля, кондиционер включен и остается активным до тех пор, пока температура воздуха в автомобиле не достигнет 0,5 ° C от заданной температуры, после чего система переключается. Мёртвая полоса 0,5 ° реализована, чтобы избежать проблемы непрерывного переключения.

В состоянии воздуходувки, чем больше различие между заданной температурой и текущей температурой, тем сильнее дует вентилятор. Это гарантирует, что температура достигнет необходимого значения за разумное время, несмотря на различие температур. Снова, когда температура воздуха в автомобиле находится в пределах 0,5 ° C от заданной температуры, система отключается.

Воздушным распределением (AirDist) и состояниями вторичного воздуха (Recyc_Air) управляют два переключателя, которые запускают диаграмму Stateflow. Внутренний переход был осуществлен в этих двух состояниях, чтобы облегчить эффективное размораживание окон, когда это необходимо. Когда состояние размораживания активировано, рециркулирующий воздух отключается.

Фигура 2: Логика диспетчерской управляющей системы в Stateflow

Модели нагревателя и кондиционера

Модель нагревателя была построена из уравнения для теплообменника нагревателя, показанного ниже:

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

Где:

В сложение учитывается эффект клапана нагревателя. Как и при операции вентилятора, чем больше различие температур между необходимой уставкой температуры и текущей температурой в автомобиле, тем больше клапан нагревателя открывается и тем больше эффект нагрева.

Модель кондиционера была построена из уравнения ниже:

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

Где:

Здесь мы имеем релейное управление системой A/C, где температура воздуха, выходящего из A/C, определяется скоростью вращения двигателя и крутящим моментом компрессора.

Фигура 3: Подсистема управления нагревателем

Фигура 4: Подсистема управления A/C

Теплопередача в кабине

На температуру воздуха, ощущаемого драйвером, влияют все эти факторы:

Эти факторы являются входами в термодинамическую модель интерьера кабины. Мы учитываем температуру воздуха, выходящего из вентиляционных отверстий, путем вычисления различия между температурой вентиляционного воздуха и текущей температурой внутри автомобиля и умножения ее на пропорцию скорости вентилятора (массовый расход жидкости). Затем 100W энергии складывается на человека в автомобиле. Наконец, различие между температурой наружного воздуха и внутренней температурой воздуха умножается на меньший массовый расход жидкости, чтобы учесть воздух, излучаемый в машину снаружи.

Выход модели внутренней динамики подается на блок отображения как мера температуры, считываемой датчиком, расположенным позади головы драйвера. Если вы запускаете симуляцию с настройками по умолчанию, чтение температуры начинается при внешней температуре 18 ° C, а затем охлаждается до уставки пользователя 9 ° C.

Фигура 5: Отображение термометра в зависимости от времени