轿车空调系统多变量控制特性及其实时控制的研究

摘要

该论文研究的主要内容如下:(1)轿车空调制冷系统多变量控制特性的研究采用电子膨胀阀代替热力膨胀阀,建立完全由系统状态变量和输入变量表示的轿车空调制冷系统的数学模型,将实验结果和仿真结果进行比较,验证了该数学模型的正确性,并对该数学模型进行了线性化,系统的分析表明该12阶的线性模型可以降为4阶,并进行了降阶处理,采用得到的4阶模型对轿车空调电子膨胀阀系统的稳定性进行了分析,确定了系统的不稳定区域,得到了轿车空调控制系统的最小稳定过热度曲线,为轿车空调控制策略的研究提供了基础.(2)轿车空调制冷剂流量控制的研究结合建立的制冷系统数学模型,专门设计了轿车空调电子膨胀阀,对轿车空调电子膨胀阀的流量控制进行研究,指出在起动阶段宜根据蒸发器入口温度采用自适应的控制策略.(3) 轿车空调制冷系统多变量控制策略及解耦控制的研究通过建立的轿车空调制冷系统的数学模型,指出采用状态反馈设计的多变量控制器,其稳定性和抑制扰动的能力较差,提出了轿车空调制冷系统多变量自适应的控制策略,通过轿车空调制冷系统多变量耦合特性的分析,指出轿车空调制冷系统中不同的参数之间存在着强烈的耦合作用,提出了PID神经网络解耦控制的方法.(4)轿车空调实时控制的研究建立了轿车空调风道系统、车室的数学模型,把制冷系统、风道系统和车室结合起来,当作一个整体,综合考虑各种影响因素之间的关系,设计了基于单片机的轿车空调全自动控制器,提出了轿车空调蒸发器风量、新风/循环风门、模式风门、空气混合风门的控制策略,实验研究了轿车空调的实时控制,表明在环境条件和运行条件变化时,提出的控制策略能够很好实现轿车空调车室内温度的自动控制.