基于一维仿真软件对汽车空调部件及系统的优化与控制.pdfVIP

中文摘要 摘 要 截止2018 年年底，中国的私人汽车的保有量已经超过两亿量，可以说汽车已 经成为我国人民群众的必须品。同时伴随着各种与环保与智能化相关的政策法令 颁布，加上许多新兴的互联网、房地产等其他行业的巨头开始入局汽车制造行业， 未来汽车行业的竞争愈发激烈。汽车空调系统作为汽车的重要组成部分之一，能 够给予乘客舒适的乘车体验外，但同时也会提高汽车的耗能。所以提升汽车空调 的舒适性，降低汽车空调系统所消耗的能源，成为了一个重要的研究方向。本文 利用遗传算法，针对汽车空调系统中的冷凝器和蒸发器这两个热交换部件的翅片 的结构参数进行优化，希望能够提升两个换热器的换热效率同时减少其浪费的能 量。经优化后的冷凝器的热交换能力提升了2.5%左右，空气侧压降降低了6%左右； 优化后的蒸发器的热交换能力提升了2%左右，空气侧压降降低了2.2%左右。此外， 本文还搭建了汽车空调与乘员舱降温系统的仿真模型并进行标定，一方面为之后 的控制优化做准备，另一方面也为企业提供了模型基础，便于企业进行研究。然 后，为了使乘员舱在炎热的夏天能够迅速地降低至人体舒适的温度且能保持在该 温度下，基于已搭建好的空调系统模型和PMV 人体舒适度模型上添加模糊PID 控 制器，通过控制压缩机的转速控制系统中制冷剂的流量，继而控制乘员舱的温度 迅速达到并稳定在人体感到舒适的温度区间。控制结果证明该方法能够在5-6 分钟 内迅速降低乘员舱温度并且基本能够稳定下来。最后，为了在使人体舒适的情况 下减少系统的耗能，利用DP 的优化方法并结合模糊PID 控制器对空调系统的控制 策略进行优化。从优化后的结果中发现，其温度曲线较优化前的温度曲线的超调 量更小一点，即更加稳定，同时能够节约4%左右的能耗，部分时间内甚至能够节 约12%左右的能耗，而代价仅仅是降温到目标温度的时间多了大约30 秒左右。 关键词：换热器；遗传算法；空调系统；模糊PID ；DP I 英文摘要 Abstract By the end of 2018, the number of private cars in China has exceeded 200 million and automobiles have become a necessity for the Chinese people. At the same time, with the promulgation of a series of policies and decrees related to environmental protection and intellectualization, as well as the entry of many emerging giants in other industries such as the Internet and real estate into the automobile manufacturing industry, the competition in the automobile industry is becoming increasingly fierce in the future. As an important part of automobile, although automobile air conditioning system can give passengers comfortable riding experiences, it will also increase the energy consumption of automobiles. Therefore, improving the degree of comfort of automobile air conditioning and reducing the energy consumption of automobile air conditioning