外部控制變排量壓縮機(jī)汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制策略(圖文)

1、外部控制變排量壓縮機(jī)汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制策略(圖文)    圖3-4表示了Te隨Tai和Tcai的變化規(guī)律, 蒸發(fā)溫度Te隨著Tai和Tcai增大不斷增大。 圖3-4隨Tai和Tcai的變化 3.2 Te,set與各參數(shù)之間的擬合關(guān)系式 從以上冷凝器進(jìn)風(fēng)溫度Tcai、冷凝器風(fēng)量Mca、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速Nc（車(chē)速）、車(chē)內(nèi)溫度Tai、蒸發(fā)器風(fēng)量（風(fēng)檔）Mea等系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)對(duì)蒸發(fā)溫度Te之間的影響分析可知，蒸發(fā)器風(fēng)檔一定時(shí)，Te,set隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小，Te,set隨著冷凝器進(jìn)口風(fēng)溫和蒸發(fā)器進(jìn)口風(fēng)溫的增加而增大。因此，在確定蒸發(fā)器風(fēng)檔之后，可以擬合出壓縮機(jī)行程

2、處于最大排量時(shí)蒸發(fā)溫度設(shè)定值Te,set與轉(zhuǎn)速、冷凝器進(jìn)口風(fēng)溫和蒸發(fā)器進(jìn)口風(fēng)溫的關(guān)系式。 (1) 蒸發(fā)器風(fēng)檔為高檔時(shí)，擬合所得Te,set的關(guān)系式： (3.1) 擬合關(guān)系式(3.1)的相關(guān)系數(shù)R0.999195 (2) 蒸發(fā)器風(fēng)檔為中檔時(shí)，擬合所得Te,set的關(guān)系式： (3.2) 擬合關(guān)系式(3.2)的相關(guān)系數(shù)R0.998836 (3) 蒸發(fā)器風(fēng)檔為低檔時(shí)，擬合所得Te,set的關(guān)系式： (3.3) 擬合關(guān)系式(3.3)的相關(guān)系數(shù)R = 0.996364 4 控制算法 由圖2-1可看出，脈沖控制模塊是具有外部控制閥變排量汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)容量控制策略的核心，其控制算法的好壞將影響到整個(gè)系統(tǒng)的控

3、制性能，本文采用經(jīng)典模糊控制算法的系統(tǒng)框圖如圖4-1所示。論文格式。 其中e、d和N分別表示蒸發(fā)溫度偏差、蒸發(fā)溫度偏差變化率及外部控制閥的脈沖數(shù)，、和分別表示它們經(jīng)模糊化后對(duì)應(yīng)的模糊變量，K是輸入、輸出量的比例因子。 圖4-1模糊控制系統(tǒng)框圖 模糊控制算法的好壞關(guān)鍵在于輸入、輸出量的模糊化處理及模糊控制規(guī)則是否合理。本文引用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，神經(jīng)模糊控制的結(jié)構(gòu)是一個(gè)五層的前向網(wǎng)絡(luò)，如圖4-2所示。 圖4-2神經(jīng)模糊控制系統(tǒng) 第一層結(jié)點(diǎn)是2個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，表示輸入語(yǔ)言變量，即蒸發(fā)溫度的偏差及偏差變化率。論文格式。第五層節(jié)點(diǎn)是輸出語(yǔ)言變量，即外部控制閥的脈沖數(shù)。第二層和第四層的節(jié)點(diǎn)是語(yǔ)言項(xiàng)節(jié)點(diǎn)，表示輸入

4、、輸出節(jié)點(diǎn)的隸屬函數(shù)。輸入、輸出量的語(yǔ)言項(xiàng)都確定為7級(jí)，統(tǒng)一用PB、PM、PS、ZE、NS、NM、NB來(lái)表示，隸屬函數(shù)形狀初步定為正態(tài)分布函數(shù)。第三層的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是表示模糊推理規(guī)則的規(guī)則節(jié)點(diǎn)，所有的第三層節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)模糊推理規(guī)則庫(kù)。第二層與第三層之間的連接表示規(guī)則節(jié)點(diǎn)的前提條件，第三層與第四層之間的連接表示規(guī)則節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。因此網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)完畢后，每個(gè)規(guī)則節(jié)點(diǎn)只能從一個(gè)輸入語(yǔ)言節(jié)點(diǎn)的各語(yǔ)言項(xiàng)節(jié)點(diǎn)中最多引出一條連接，條件連接和結(jié)果連接都是這樣。第四層和第五層上輸入或輸出節(jié)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言節(jié)點(diǎn)是完全連接。正常的傳播方向?yàn)閺牡谝粚拥降谖鍖?，信?hào)從第一層和第五層分別從兩端送入，以便確定網(wǎng)絡(luò)權(quán)值。 下面分別說(shuō)明各

5、層作用及節(jié)點(diǎn)函數(shù)，并設(shè)各節(jié)點(diǎn)的輸出值為u，ip為節(jié)點(diǎn)的輸出值u與連接權(quán)矩陣w的作用結(jié)果，op為節(jié)點(diǎn)的激活函數(shù)： 第一層：輸入層，將輸入數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙樱?第二層：計(jì)算輸入數(shù)據(jù)在各自論域中的隸屬度函數(shù)，將隸屬度函數(shù)設(shè)為正態(tài)分布函數(shù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)模糊集合，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出即這個(gè)模糊集合的隸屬函數(shù)： 其中，i為第二層節(jié)點(diǎn)數(shù)，j為第一層節(jié)點(diǎn)數(shù)，和分別為每個(gè)隸屬函數(shù)的中心和寬度，都是尚需待定的變量。 第三層：每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一條推理規(guī)則，規(guī)則節(jié)點(diǎn)將執(zhí)行模糊與操作。              

6、0;       第四層：節(jié)點(diǎn)有正向和反向兩種傳遞模式。在正向傳遞中，執(zhí)行模糊或或者操作，其中權(quán)矩陣w是尚需待定的變量。                     在反向傳遞中，其執(zhí)行功能與第二層相同： 第五層：與第四層相似，也有兩種傳遞方式，在正向傳遞中執(zhí)行反模糊化的功能，采用重心法，其中，i為第四層節(jié)點(diǎn)數(shù)，j為第五層節(jié)點(diǎn)數(shù)，和分別為每個(gè)隸屬函數(shù)的中心和寬度

7、，也是尚需待定的變量。 在反向傳遞中，其執(zhí)行功能與第一層相同： 上述的這個(gè)神經(jīng)模糊控制系統(tǒng)采用自組織學(xué)習(xí)和反傳學(xué)習(xí)的混合算法。學(xué)習(xí)的目標(biāo)是根據(jù)輸入輸出訓(xùn)練樣本，提取控制規(guī)則和確定輸入、輸出語(yǔ)言變量的隸屬函數(shù)參數(shù)。一般將學(xué)習(xí)過(guò)程可分為三個(gè)階段：首先利用無(wú)監(jiān)督的自組織學(xué)習(xí)算法在相應(yīng)語(yǔ)言論域內(nèi)初步確定隸屬度函數(shù)參數(shù)，然后用有監(jiān)督的競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)算法進(jìn)行控制規(guī)則的學(xué)習(xí)，最后利用有監(jiān)督的反傳算法對(duì)隸屬函數(shù)參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。 5 小結(jié)在采用氣動(dòng)型變排量壓縮機(jī)熱力膨脹閥的汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)里，由于壓縮機(jī)和熱力膨脹閥都是機(jī)械式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如果兩者之間動(dòng)作不協(xié)調(diào)將使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。而在采用外部容量控制閥變排量壓縮機(jī)的汽車(chē)空

8、調(diào)系統(tǒng)里，由于自動(dòng)控制元件外部控制閥的引入，使壓縮機(jī)排量調(diào)節(jié)與熱力膨脹閥的過(guò)熱度調(diào)節(jié)之間的動(dòng)作協(xié)調(diào)成為可能，針對(duì)節(jié)能、防止蒸發(fā)器結(jié)霜兩個(gè)基本控制原則，提出了帶反饋的多輸入單輸出的汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)容量控制方案。 (1) 采用系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型對(duì)設(shè)定值計(jì)算模塊進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)蒸發(fā)溫度Te與外部參數(shù)之間的關(guān)系分析，擬合出高、中、低檔蒸發(fā)器風(fēng)檔的情況下Te,set與轉(zhuǎn)速、冷凝器進(jìn)口風(fēng)溫和蒸發(fā)器進(jìn)口風(fēng)溫的關(guān)系式。從而，在已知蒸發(fā)器風(fēng)檔、轉(zhuǎn)速、冷凝器進(jìn)口風(fēng)溫和蒸發(fā)器進(jìn)口風(fēng)溫等外部參數(shù)后即可以根據(jù)這些關(guān)系式計(jì)算得出相應(yīng)的蒸發(fā)溫度設(shè)定值Te,set。 (2) 脈沖控制模塊是具有外部控制閥變排量汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)容量控

9、制策略的核心，其控制算法的好壞將影響到整個(gè)系統(tǒng)的控制性能。采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容量控制。不僅為解決蒸發(fā)器結(jié)霜和系統(tǒng)振蕩問(wèn)題提供了新的思路，而且為系統(tǒng)容量控制器算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了依據(jù)。    參考文獻(xiàn) 1仲華. 轎車(chē)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及車(chē)室內(nèi)溫度控制策略研究: 博士學(xué)位論文. 上海:上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文,2001 2Skinner T.J., Swadner R.L. V-5 Automotive Variable DisplacementAir Conditioning Compressor. SAE Congress Pap

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