黃宴委，李　竣，吳登國
福州大學電氣工程與自動化學院，福建福州

摘　　　要：轎車空調系統由鼓風機、循環風門、混合風門、蒸發器、加熱器、太陽輻射、室外空氣對室內空氣影響、乘客熱負荷、車速等部分構成，由熱平衡原理及能量守恒定律建立完整的轎車空調系統數學模型。針對空調模型，設計相應的ＰＩＤ控制器，來調節混合風門的開度以實現轎車車室溫度調節。在Ｍａｔｌａｂ２００９仿真軟件中，利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱建立空調控制系統的仿真模型。在仿真試驗中，車室溫度的調節過程大約需要１ｍｉｎ，溫度控制準確度高。由于將一些熱負荷考慮到模型中，能夠較好地實現對干擾信號如太陽輻射強度、系統參數如蒸發器溫度等變化量進行抑制。仿真試驗表明所建立的數學模型和控制器設計是正確、可行的。

關　鍵　詞：轎車空調系統；ＰＩＤ控制器；仿真模型

１　引　言
轎車車室內的溫度是影響交通意外發生的一個重要因素。美國一項研究表明，在影響交通事故的１０個因素中，車室內溫度因素排在第三位�？梢�，舒適的車室環境對安全駕駛是相當重要的［１�玻常�。國外的一些大型轎車公司的轎車已經配備了全自動的空調系統，但由于資料的保密性，至今國內的一些高檔轎車也還沒能實現全自動微機控制［４］。目前轎車空調系統的開發仍面臨一些問題，文獻［５］提出了一種基于神經網絡預測控制的汽車空調系統，通過仿真研究，得到了比較好的溫度控制效果，但其算法的計算時間相對較長；文獻［６］將模糊與ＰＩＤ控制器相結合，應用于空調控制系統，對本文有一定的指導意義；文獻［７］則建立了轎車空調系統的多變量控制的數學模型，在一定程度上解決了系統的非線性和參數之間的耦合性。本文以某公司的榮威轎車的空調系統為原型，建立了由鼓風機、循環風門、混合風門、蒸發器、加熱器、太陽輻射、室外空氣對室內空氣影響、乘客熱負荷、車速等部分構成的轎車空調系統的數學模型。同時，在Ｍａｔｌａｂ軟件中建立了該系統的仿真模型，通過Ｍａｔｌａｂ中的仿真功能來研究轎車空調系統。

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