汽车空调制冷系统膨胀阀的模糊控制
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,
、
期 的控制 目标
开支少
。
,
这种 模糊 算法 结构简单
、
、
响应速 度快
、
资源
,
,
,
针对 这 些 缺 点 因 此非 常有 必要 将 感沮式膨胀 阀 改为 电子 膨 胀 阀 并采用先进 的控制方式进行控制 以提 高制冷 盘 和 制冷系数 并防止压
, , , ,
证 汽车空调制冷 系统处 于 最佳 工 作状态
腰三角 形 曲线确 定 隶属度
,
所 示 该控制 系统
。
。
图 中林
、
协
为变 量偏差
和 偏差
,
变化 率 △ 的隶属 度
。
模糊变 量 的隶属 度 函 数 形 状越瘦
。
相
由传感器 电子 控制 单元 执 行 器组 成 传感器 为温 度 传感 器 压 力传 感 器 温 度传 感器 采 用 负温度系数的热敏 电阻 式 用 以检 测 蒸发 器 出 口 蒸气 温 度 以判 定蒸发器 出 口
,
,
,
李 世勇 模糊控 制 神 经控制和 智 能控制论 洲 」哈尔滨 哈尔 滨 工 业 大 学 出版 社
,
、
责任编辑 谭 光全
,
,
、
、
一
概述 汽车空调制冷系 统主要 由压 缩机 冷凝 器 膨胀 阀和 燕 发器 四大部分组 成 其中膨胀阀的功 能是 把来 自贮 液干燥
。 、 、
统 的控制 更 加精细 化 率作为输入 参 数
、
更加稳 定
,
系统采用过热度偏 差及 其变 输 出参数 为膨胀 阀开 度 并实行闭环 反
, ,
懊控制
。
器 的高压 液态制冷 剂节 流减 压
,
、
就 能保证燕 发器 在 较低 的出 口
,
、 。
偏差变化 △ 和 输 出变 设它们分别为 乙
、 、
、
的
,
,
,
在论域划分
, ,
,
级 即 硬
, ,
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十
,
一,一
,
,
一 一
,
一
,
,
负大 《
,
负中
,
负小
,
,
,
零
,
。
,
偏 差 语 言变 里 取 七 个 即 正 小 正 中 正大 用 符号表 示
场
,
,
,
,
,
为 偏差变化 △ 论 域值
, ,
。
浮 浮
二
。 。
一
,
男 四川职 业 技术学 院汽车 工 程系讲师
,
。
蒋开 正
汽车 空 调 制 冷系统 膨胀 阀的模糊控制
,
将 川 在 论 域划分 巧 级 即
,
一
,
一
,
一
,
一
,
一
,
一
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一
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粗
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输 出语 言变 量取 七 个
,
致
七 乏
卜
丈 负大 负中 负小 零
, , , , , , , ,
,
调节 和 控制进入燕发器 的液 态制冷剂资 使之适 应 制冷 负荷 的变化 同时防止压缩机发
, ,
,
生滚击现 象和 燕发器 出 口 燕气异 常过热
,
现在汽 车空调制冷 统普泊采用 的是感温式膨胀 阀 它是 利用装在燕发器 出 口 系 处 的感沮 包 如热力形胀 阀 或 内感温 管 如 型膨胀阀
为务二州 引。 。 尸
、
, ,
邻 模糊变 量 的交 点 的隶属度值越 低
蒸气过热度 压 力传感 器 用 以检测蒸发器 出 口 蒸气 压 力 用 来确定在 该压 力 下 蒸气 最 佳 过 热度 电子控 制 单元 的核心 元
,
件 采 用单 片机 出控 制信 号
,
△
图
偏 或偏 体 △ 模糊划 差 差变 率 分
输 执行 器 为 电子 膨 胀 阀 由步进 电机和 阀体部件 组 成 转 子 部件 封 闭在 阀 体 外 罩 内 步进 电机转 子 的旋转 通过螺纹 的传 动 带动 阀针 作轴 向移动 调 节 阀 口 的通流面 积 控制 制冷 剂 的 流 量
最 后是梯形
在这里
,
为
汽 车 空调 膨胀 阀控 制 系统 结 构 设 计
了计 算方便
选用 的是 三 角形 隶 属 函 数
系统 组 成 膨胀 阀电子 控制系 统 结构 设计 如图
、 、
变量偏 差 和 偏 差变化率 △ 隶属 度 的确定 麦覃偏 差 和 偏 差 变 化 率 △ 隶 属 度采用 图 所 示 的等
。
图
形胀 阁 拍兔 叼 统 明 成 系
系统工 作 原 理
工 作时
,
压 力传 感 器 将 蒸发 器 出 口 压 力 温 度 传感器 将
, ,
、
压 缩机 吸 气 温 度检测出送 入 给 控制器
图
输出 模糊划分
模糊控制规则 库 的建 立
根据膨胀 阀对蒸 发器 出 口 蒸气最佳 的过热 度 的控 制特 点 果 偏差 大 且 偏 差 变化率大 则 控制作用 加 强 如果 偏差 小 如 且 偏差变 化 率 小 则控制作用减弱 因 此 建立 如 表 所 示 控 制 规 则集 此控制 规则 集是实践经 验 的总结 它 是 由若 干 模糊条件 语 句组 成 如 印 则 不论 为 何值 都应 该 使 迅 速 上 以消 除偏 差 升 故 如 叼 则取 上 述这些 条件的原 则 是 即 要消除偏 差 又 要 防止超 调 和 振 荡 再依据 模糊 控 制 规则表 采 用 模糊 推 理 方法 得 出模糊 的 输 出 结果 最 后 进 行 反 模糊 化 处 理 在 这 里 使 用 的是 重 心 法 得 到 模糊控制输 出参 数 的精 确 值 建 立 控制 表 在 控 制 过程 采用查 表法来精确控制膨 胀 阀的 开 度 表 控 制 规 则表
, ,
、 、
式中
△
第
次取 样
通 常取 场
一一
一 一 过热度取样 周 期
时刻车 内换热器 实际过热度
刀 一 一 叮 时刻车 内换热器 过热度 目标值 输入
、
输 出变量论域
,
,
输入 变 量过 热度 偏 差 变化 范 围通过 实验确定 将 仪 △
, ,
、
度 实 时控制好膨 胀 阀的开度 过 热度 下 祖定 可 靠 运 行 充分 发挥蒸 发器 中的换热 面 积 提高制冷 空调系统的整 体性 能系数 节 约 能 源 由于 蒸 发器 出 口 燕气 的过热度 与膨胀 阀的开 度呈非线性 关系 它们之 间 很 难用数学方程进行准 确描 述 因此对 膨胀 阀 的开 度控制 采用常规的 控制 系统模型难 以建立 且控制 效果也 不 由于模糊控制是模仿人工 控制活动 中人 脑的模糊概念 和 好 成 功的控制策略 运用 模糊逻辑 推 理 把人 工 控制策略用计 算机实现 其具 有 不依核 系统 的精确数 学模 型 因此汽车 空 调娜胀 润开度控制采用模糊控制 将 达 到令人满意的效果
。
膨胀 阀开 度模糊 拉制 系统 模栩拉制 器设计 模糊 算法 的种类很多 但 由于被控对 象的状况不 同 实 现 的硬件方 法不同 控制精度 要求不同 所采用 的模糊算
图
,
,
,
、
,
法也各不相 同 在 此 控制系 统中采用 直接查表法将能达 到预
。
由于感温式膨胀 阀是采用 机械原理进 行调节 其晌应速 度慢 滞后时间长 误差 大 控制制冷剂流里不 准确 未保
【 」 州引 竺
一
。
。
‘
慈发 出 口 燕气过热度
冬
, 八。
告卜 一
—,
岑
系
—
筑
来感知燕发器 出 口 燕气的过热度 由此来调节 膨胀 阀开 度的 大小 控制进入燕发器 的液态制 冷剂流 如果感温 装置感
, , ,
知 到燕发器 出 口 沮 度降低时
, ,
膨胀 阀开 度将减 小 减少制冷
,
,
相反 如果感沮 装 感知燕发器 出 口 温 度升商 膨 剂流 胀 阀开度将开大 增加制冷剂流童
, , ,
,
以对传 感 器 检 测 到 的信号进 行分 析处理
,
,
,
,
。
输 出变量
隶属 度 的确 定
,
一 饥 风 发 慈 门 鸿 困
输 出 采 用 图 所 示 的等腰 三 角 形 曲线确定 隶属度 图 的隶属度 模糊变 量 的 隶属度 函 数形 状越 瘦 中协 为 变量
。
鹅 议 论
,
相 邻模糊变量 的交 点 的隶属度值越 低
, , , , ,
、
,
、
,
,
。
,
。
,
参考文献
〔 姚伯 威等 控 制 工 程基 础 【 」北京 国防工业 出版 庄 继 德 汽车 龟子控制 系 统工 程 凹 北京 北京理 工 大学 出版
,
,
,
,
。
,
。
社 徐森
,
,
汪 立 亮 现代 汽 车 空 调系 统原 理 与检修
,
北京
, ,
电子
,
工 业 出版 社 加 李洪兴 王 加银 模糊控 制系统 建模 团 中国科学 诸 静 模糊控 制 原理 与应用 【 」北 京 机械工 业 出版社
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由传感器 电子 控制 单元 执 行 器组 成 传感器 为温 度 传感 器 压 力传 感 器 温 度传 感器 采 用 负温度系数的热敏 电阻 式 用 以检 测 蒸发 器 出 口 蒸气 温 度 以判 定蒸发器 出 口
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李 世勇 模糊控 制 神 经控制和 智 能控制论 洲 」哈尔滨 哈尔 滨 工 业 大 学 出版 社
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过 热度偏差
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