[实用新型]一种基于PID串级控制的驾驶舱温度调节系统

说明书

技术领域

   本实用新型属于温度控制技术领域，特别是一种基于PID串级控制的驾驶舱温度自动调节系统。

背景技术

飞机驾驶舱温度变化与否取决于进入驾驶舱的调温空气的供热量与驾驶舱自身散热量之间的平衡。当供热量大于散热量时驾驶舱的温度将升高，反之，它的温度则降低。因为随着季节的变换以及飞行高度和速度的改变，飞机驾驶舱的散热量随之发生变化，从而使驾驶舱的温度偏离设定值。而驾驶舱温度过高或过低，都会影响飞行员的正常工作。为了让飞行员在最有利的气温下执行任务，飞机上必须装备高性能的驾驶舱温度自动调节系统。

驾驶舱温度自动调节系统通常由温度控制器、功率放大电路和电动机构组成，它能够根据驾驶舱温度的变化，自动调节进入驾驶舱的调温空气的温度，从而将驾驶舱温度保持在设定值。现行的驾驶舱温度自动调节系统中温度控制器依靠双金属螺旋弹簧感受驾驶舱温度的高低，产生变形，带动杠杆使活动触头与“冷”、“热”触头接通，驱动空气分配器中的电动机构转动，同时改变冷、热气门的开度，以调节进入驾驶舱的调温空气的温度，从而对驾驶舱温度进行调节。显然，由于活动触头与冷、热触头之间存在间隙，决定现行系统存在调节不灵敏区，影响其准确性，而为提高其准确性，就必须缩小冷、热触头之间存在的间隙。但是触头间隙过小又容易使系统产生“自振”现象，影响系统的稳定性，因此，现行系统存在动态性能与静态性能不能兼顾的固有弊端。另外，触头由于反复通断而造成的烧伤或粘结等不确定因素不仅严重影响系统的工作可靠性，也大大增加了维护保障工作的复杂性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于PID串级控制的驾驶舱温度调节系统，改善现有系统存在调节不灵敏的缺陷。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种基于PID串级控制的驾驶舱温度调节系统，包括用于检测驾驶舱温度的温度传感器，调温控制器，功率放大电路和电动机构，其特征在于，所述调温控制器包括主PID温度控制器和副PID温度控制器，主PID温度控制器的输出端通过功率放大电路和电动机构相连，副PID温度控制器的输入端连接温度传感器，副PID温度控制器的输出端和电动机构的电动阀位置传感器经过差分电路与主PID温度控制器的输入端连接。

 按上述方案，所述主PID温度控制器和副PID温度控制器的结构相同，包括微处理器、对上位机的通讯电路、外部输入信号采样电路、用于控制电动机构的继电器组和用于对控制器供电的电源；所述对上位机的通讯电路、外部输入信号采样电路和用于控制电动机构的继电器组分别与微处理器连接。

按上述方案，所述主PID温度控制器和副PID温度控制器还包括温度显示器，温度显示器与微处理器连接。

按上述方案，所述主PID温度控制器和副PID温度控制器还包括掉电保护装置，掉电保护装置与微处理器连接。

按上述方案，所述微处理器为Atmel公司的8位微处理器AT89C51；所述对上位机的通讯电路包括独立的CAN通讯控制器SJA1000、CAN总线收发器PCA82C250和高速光耦合器6N137，SJA1000通过光电耦合器6N137与PCA82C250连接；所述外部输入信号采样电路为两个8位分辨率的A/D转换芯片ADC0832。

按上述方案，所述温度显示器包括8位动态数码管和MAX7221芯片。

按上述方案，所述掉电保护装置为看门狗X5054芯片。

按上述方案，所述主PID温度控制器和副PID温度控制器还包括与8位微处理器AT89C51连接的键盘，通过键盘可设置驾驶舱温度的给定值。

本实用新型装置的原理是：

本实用新型装置带来的有益效果是：

1. 采用数字式PID温度控制器取代现有系统中的螺旋弹簧式温度控制器，不仅使系统的动态性能和稳态性能同时得到改善，还提高了系统工作的可靠性。

2. 根据驾驶舱温度调节有较大的容量滞后的特点，将PID温度控制器以串级控制的方式应用于驾驶舱温度调节系统，不仅可以加快系统的反应速度，提高其实时性，而且还使系统的抗扰性能、自适应能力得到增强，从而使系统具有很强的通用性。 

附图说明

图1为本实用新型背景技术中的驾驶舱温度自动调节系统工作原理图；

图2为本实用新型实施例的PID温度控制器的硬件结构图；

图3为本实用新型实施例的驾驶舱温度自动调节系统的串级控制回路图；

图4为本实用新型某型飞机驾驶舱温度调节的仿真实验结果图。

具体实施方式