关键词：DSP;;汽车空调;;自动空调;;滑模控制
摘 要：随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的不断提高,人们对汽车驾乘的舒适性提出了更高的要求。目前电动汽车空调控制系统大都使用单片机作为控制芯片,采用PID算法控制车内温度。一方面汽车空调系统属于大时滞、非线性系统,采用PID算法存在较大误差;另一方面空调控制器需采集各路传感器的数据,控制相应的执行机构动作,这就要求控制器具有快速运算、快速响应的能力,单片机在这方面处理能力远不如数字信号处理器(DSP)。本文针对目前电动汽车空调控制系统存在的上述问题,设计出采用DSP作为控制芯片,基于趋近率滑模控制算法的电动汽车空调控制系统。本文以DSP作为系统控制器,相比于单片机,DSP内部具有并行指令处理机制,一个周期内可以执行多条指令,所以数据处理速度比较快,可以运行更先进的控制算法,很大程度上提高系统的快速运算、快速响应性能。基于趋近率的滑模控制器设计及汽车空调控制系统建模与仿真是本文的重点研究内容。本文对系统进行热力学分析,建立了系统的数学模型,给出系统软件流程图及部分子程序流程图,重点介绍了基于趋近率的滑模控制算法。根据系统传递函数,推出系统状态方程,选取合适的切换函数与趋近率,进而得出系统的控制函数,设计出系统的滑模控制器,并在Matlab/Simulink建立仿真模型,结合前面建立的空调系统数学模型,对算法进行仿真。为了对比,本文还设计了PID控制器,并对系统进行仿真。仿真结果表明,相比于PID控制器,基于趋近率的滑模控制器对车内温度控制具有更快的响应速度以及更高的控制精度。最后本文对所设计的汽车空调控制系统进行整车环境模拟实验室测试以及电磁兼容(EMC)测试。整车环境模拟实验室测试,是将车辆开进环境模拟实验室,模拟用户真实使用情况的测试,包括夏季降温测试和冬季升温测试。EMC测试是在专门的电波暗室里进行,包括电磁干扰测试和电磁抗扰度测试。相关测试结果表明,本次设计的汽车空调控制系统符合EMC等级要求,并且对车内温度控制具有快速的响应能力,以及较高的控制精度。
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