В этом примере показано, как симулировать автоматическую систему климат-контроля в автомобиле с помощью Simulink® и Stateflow®.
В блоке User Setpoint in Celsius введите значение для желаемой температуры воздуха в автомобиле.
В блоке External Temperature in Celsius введите значение для внешней температуры воздуха.
Блок Thermometer Display указывает на чтение датчика температуры, помещенного позади верхней части драйвера. Это - температура, которую чувствует драйвер.
Рисунок 1: автоматическая система климат-контроля
Stateflow реализует контрольный контроллер. Чтобы видеть управляющую логику, откройте график.
Состояние Heater_AC показывает, что, вводя заданную температуру, которая больше текущей автомобильной температуры по крайней мере на 0,5 градуса, C включает систему нагревателя. Нагреватель остается активным, пока текущая температура в автомобиле не в 0,5 градусах заданной температуры. Точно так же, когда вы вводите заданное значение, которое составляет 0,5 градуса C или меньше, чем текущая автомобильная температура, кондиционер включает. Это остается активно, пока температура воздуха в автомобиле не в 0,5 градусах C заданной температуры. Чтобы стараться не постоянно включать и выключать нагреватель, логика реализует мертвую зону 0,5 градусов
В состоянии Вентилятора, чем больше различие между заданной температурой и текущей температурой, тем тяжелее удары вентилятора. Это гарантирует, что температура достигает необходимого значения за разумное количество времени, несмотря на перепад температур. Когда температура воздуха в автомобиле в 0,5 градусах C заданной температуры, система выключает.
Два переключателя инициировали диаграммы Stateflow, которые управляют Воздушным Распределением (AirDist) и Воздухом Переработки (Recyc_Air) состояния. Упростить эффективное размораживание окна, реализации контроллера и внутренний переход в этих двух состояниях. Когда состояние размораживания активно, контроллер выключает воздух переработки.
Рисунок 2: логика диспетчерской управляющей системы в Stateflow
Модель нагревателя реализует это уравнение теплообмена:
Tout = Ts - (Ts-Tin)e^[(-pi*D*L*hc)/(m_dot*Cp)]
Где:
Ts = постоянный (температура излучателя стенки)
D = 0.004 м (диаметр канала)
L = 0.05 м (толщина излучателя)
N = 30000 (Количество каналов)
k = 0,026 Вт/мК = постоянный (теплопроводность воздуха)
CP = 1007 J/kgK = постоянный (удельная теплоемкость воздуха)
Ламинарное течение (hc = 3.66 (k/D) = 23.8 W/m2K)
Модели составляют откидную створку нагревателя. Подобно операции вентилятора, чем больше перепад температур между необходимой заданной температурой и текущей внутренней температурой, тем больше нагревающийся эффект.
Модель кондиционера реализует это уравнение:
y* (w*Tcomp) = m_dot* (H-4-h1)
Где:
y = КПД
m_dot = массовый расход жидкости
w = скорость механизма
Tcomp = крутящий момент компрессора
H-4, h1 = энтальпия
Управление скорострельного оружия системы счета использует скорость вращения двигателя и крутящий момент компрессора, чтобы определить температуру воздуха, который выходит из счета.
Рисунок 3: подсистема управления Нагревателем
Рисунок 4: подсистема управления счетом
Эти факторы влияют на температуру воздуха, который чувствует драйвер:
Температура воздуха, выходящего из вентиляторов
Температура внешнего воздуха
Количество людей в автомобиле
Факторами являются входные параметры в термодинамическую модель внутренней части каюты. С учетом температуры воздуха, выходящего из вентиляторов, модель вычисляет разность между вентиляционным воздухом и текущей автомобильной температурой и умножает его на пропорцию скорости вентилятора (массовый расход жидкости). Модель добавляет, что 100 Вт энергии находятся на человека в автомобиле. С учетом воздуха, исходящего в автомобиль с внешней стороны, модель умножает различие между внешней и внутренней температурой воздуха меньшим массовым расходом жидкости.
Блок Thermometer Display отображает модель Interior Dynamics выход. Это - чтение датчика температуры, помещенного позади верхней части драйвера. Если при запуске симуляцию с настройками по умолчанию, температурное чтение запускается при внешней температуре 18 °C и затем охлаждается к пользовательскому заданному значению 9 °C.
Рисунок 5: отображение Термометра по сравнению со временем