[发明专利]一种旅客机座舱湿度模糊控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及对工业过程进行控制的领域，特别是一种应用于旅客机座舱湿度的模糊控制系统及其方法。

背景技术

目前，大型旅客机的巡航高度一般都在10km以上，在这个高度上，空气含湿量十分小，如果不进行加湿的话，飞机舱内湿度也会变得很低。

医学研究表明，低湿度会引起粘膜干燥，导致鼻干、喉咙干和沙眼等症状。此外，许多医务工作者认为，湿度低还会导致人易受感染。但是，低湿度的影响并不是立即体现出来，一般发生在3-4个小时后，并且随着飞行时间的增加而增加。因此，在长时间飞行的旅客机上需要进行加湿，保证舱内湿度在人体耐受范围内。

现有的旅客机座舱湿度控制方法是根据座舱湿度和给定值的误差来调节供水活门的开启量来实现的，向新风中喷水来增加座舱湿度。这样的控制方法的只是简单的对湿度的需要进行简单的控制，并没有考虑到湿度变化率以及新风量对座舱湿度的影响，因此，在某些时刻并不能达到预期的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应模糊控制系统及其方法。该方法增加了湿度变化率以及新风量对座舱湿度的影响，利用新规则设计出控制器，然后将这些模糊语言转化为数值运算，并能保证控制系统具有良好的自适应能力。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种旅客机座舱湿度模糊控制系统，包括湿度探测器、放大器、比较器、微分器、模糊控制器、供水活门、进气活门，所述的温度探测器设置在旅客机座舱内，与比较器输入端相连，比较器的输出端输出湿度偏差信号；所述比较器的输出端与微分器、放大器和模糊控制器的输入端依次相连，模糊控制器的输出端通过放大器分别与供水活门和进气活门相连接。

对本发明所述旅客机座舱湿度模糊控制方法是利用模糊控制规则进行如下步骤：

(A)首先由湿度探测器探测出座舱湿度，通过比较器输出相同预设信号的湿度偏差信号；

(B)所述的湿度偏差信号通过微分器输出湿度变化率信号；

(C)所述的湿度偏差信号和湿度变化率信号共同经过放大器后输入模糊控制器；

(D)所述的模糊控制器对输入信号进行模糊化，根据模糊规则得出模糊值；

(E)所述的模糊控制器根据得出的模糊值对输出信号进行解模糊化，得到加湿量和新风量；

(F)加湿量和新风量通过放大器分别向供水活门和排气活门输出放大后的控制信号，实现对旅客机座舱湿度的有效控制。

进一步地，在步骤C中，湿度偏差信号和湿度变化率信号共同经过放大器后产生的误差e以及误差变化率乘以一定的量化因子后输入到模糊控制系统。

进一步地，在步骤E中，加湿量是L，新风量是q_m，h，乘以一定的量化因子后输入到模糊控制系统。

进一步地，在步骤D中根据模糊规则得到机坐舱内空气的湿度平衡方程是：其中m为舱内空气的质量；q_m，h为新风量；q_m，r为循环风量；d_c为舱内空气含湿量；d_h为舱外空气含湿量；d_x为循环回风含湿量，与d_c相等；W为舱内人员总散湿量；含湿量p为湿空气压力，p_q为水蒸汽分压力；

水蒸汽分压力p_q按下列方式A1至A3确定：

(A1),pn=p0(1-h44330)gαR]]>

在对流层(0-11km)内，舱外大气压随高度h的变化为：p₀为地面大气压，取为101325pa；g为重力加速度，为9.81m/s²；干空气气体常数R＝287J/(kg·K)；α为年平均温度直减率，0.065℃/m；