[發(fā)明專利]一種制冷加熱系統(tǒng)半物理仿真試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110272822.1
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102360183A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黨曉民;王佳莉;朱明潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 高原

1.一種制冷加熱系統(tǒng)半物理仿真試驗(yàn)方法，其特征在于，試驗(yàn)系統(tǒng)包 括制冷加熱控制器、一套真實(shí)制冷組件，激勵仿真臺三部分，制冷加 熱控制器，用于采集傳感器數(shù)值，接收激勵仿真臺傳遞的參數(shù)，調(diào)用 控制器中固有的控制率，進(jìn)行計(jì)算，以驅(qū)動控制系統(tǒng)中電動活門的開 閉及開度；

制冷加熱控制器具有如下部件：

1)CPU；

2)數(shù)據(jù)存儲器，支持?jǐn)?shù)據(jù)校驗(yàn)；

3)USER?Flash^TM存儲器；

4)SYSTEM?Flash^TM存儲器；

5)非易失存儲器；

6)定時(shí)器；

7)看門狗；

8)以太網(wǎng)接口；

9)溫度傳感器輸入接口；

10)壓力傳感器輸入接口；

11)流量傳感器輸入接口；

12)溫度控制活門輸出通道接口；

13)電源模塊；

14)機(jī)箱。

制冷組件包括導(dǎo)管、散熱器、壓氣機(jī)、渦輪、溫度控制活門、制 冷組件出口溫度傳感器、制冷組件出口流量傳感器，駕駛艙管路溫度 傳感器、貨艙管路溫度傳感器、駕駛艙管路流量傳感器、貨艙管路流 量傳感器；

激勵仿真臺，用于采集傳感器數(shù)值，通過運(yùn)算計(jì)算出座艙的溫度 值；激勵仿真臺配置適當(dāng)?shù)挠布到y(tǒng)與軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對另一套真實(shí) 制冷組件的模擬以及座艙物理仿真模型的搭建。

激勵仿真臺硬件選用流量采集模塊和溫度采集模塊完成對駕駛 艙管路流量、貨艙管路流量、駕駛艙配平管路流量、貨艙配平管路流 量、駕駛艙管路溫度和貨艙管路溫度的測量，根據(jù)座艙溫度模型傳遞 函數(shù)將這些測量值參與計(jì)算，得出駕駛艙區(qū)域溫度和貨艙區(qū)域溫度 值，通過三線電阻仿真板卡將相應(yīng)的溫度值送給制冷加熱控制器。

試驗(yàn)步驟如下：

第一，將上述制冷加熱控制器、一套真實(shí)制冷組件和激勵仿真臺 通過導(dǎo)線連接；

制冷加熱控制器通過導(dǎo)線與真實(shí)制冷組件中的溫度控制活門和 制冷組件出口溫度傳感器連接，溫度控制活門的開度由制冷加熱控制 器控制；同時(shí)，制冷加熱控制器與激勵仿真臺通過硬件接口連接，制 冷加熱控制器接收激勵仿真臺的仿真信號；

激勵仿真臺通過導(dǎo)線與真實(shí)制冷組件中的制冷組件出口流量傳 感器和制冷組件出口溫度傳感器連接。并且，激勵仿真臺設(shè)置有硬件 輸出接口，可以與制冷加熱控制器對接。

第二，在激勵仿真臺中搭建制冷組件物理仿真模型，采集真實(shí)制 冷組件出口的溫度值和流量值，并將真實(shí)制冷組件出口的溫度值和流 量值傳遞給制冷組件物理仿真模型；

制冷組件物理仿真模型出口的溫度值＝真實(shí)制冷組件出口的溫度 值

制冷組件物理仿真模型出口的流量值＝真實(shí)制冷組件出口的流量 值

第三，在激勵仿真臺中搭建座艙物理仿真模型，采集真實(shí)制冷組 件中駕駛艙管路和貨艙管路的溫度值和真實(shí)制冷組件中駕駛艙管路 和貨艙管路出口的流量值，并將上述溫度值和流量值傳遞給激勵仿真 臺的座艙物理仿真模型，座艙物理仿真模型根據(jù)輸入的溫度值和流量 值，計(jì)算出座艙溫度；

供氣量Q(座艙輸入流量值)＝(駕駛艙管路出口的流量值+貨艙 管路出口的流量值)*2

供氣量Q＝駕駛艙供氣量+貨艙供氣量

駕駛艙供氣量＝駕駛艙管路出口的流量值*2

貨艙供氣量＝貨艙管路出口的流量值*2

座艙溫度模型建立公式：

假設(shè)不考慮座艙艙壁的儲熱和內(nèi)部座椅及人員的蓄熱，即艙壁吸 收熱量和放出的熱量相同

θ_入——供入座艙的氣體溫度；

θ_t——座艙的溫度。

傳遞函數(shù)

W(s)=Y(s)X(s)=nCvVCVVs+nCVV=11/ns+1···(2)]]>

n為換氣效率，為座艙供氣量Q和座艙容積V的比。

第四，座艙物理仿真模型將計(jì)算得出的座艙溫度傳遞給制冷加熱 控制器，制冷加熱控制器根據(jù)座艙溫度和座艙溫度設(shè)定值之間的差計(jì) 算出溫度控制活門的控制率。