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SaberRD示例設(shè)計:飛機廚房中烤箱的溫控設(shè)計介紹

冬至子 ? 來源:Saber仿真 ? 作者:Greatalent ? 2023-12-05 15:25 ? 次閱讀

介紹

由于飛機的特殊用途與密閉空間的特點,決定了飛機上不適合進復(fù)雜的烹飪。實際上,我們吃到的飛機餐,一般都是在地面上已經(jīng)加工過的半成品。乘務(wù)員只需利用飛機廚房中的烤箱為飛機餐加熱,就可以連同冷餐的食盒一起發(fā)放給旅客們了。

本文介紹了飛機系統(tǒng)中使用的電烤箱的功能設(shè)計。廚房烤箱由電源、烤箱和控制單元組成。電源單元提供15V的恒定電壓,并且還為烤箱供電。

控制單元通過開關(guān)控制烤箱的功率需求。屬于控制單元的比較器和解碼器是使用StateAMS工具進行建模的。

原理圖

圖片

1、供電單元

電源單元的輸入包括一個變壓器,整流器和降壓轉(zhuǎn)換器。變壓器有兩個次級繞組。一個次級繞組用作整流二極管橋的輸入。

整流電壓是降壓轉(zhuǎn)換器的輸入。降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是15V的穩(wěn)壓電壓,用于滿足控制電路的電壓需求。變壓器的另一個次級繞組是加熱元件的輸入。

圖片

2、烤箱

“烤箱”可以看作是一個具有“外殼”和傳感器的分層模型。外殼具有加熱元件,熱電容和電阻。熱電容和電阻模擬了機箱內(nèi)部的空氣(流體)。

加熱元件(“外殼”內(nèi)部的分層模型)由一個動態(tài)熱敏電阻和一個熱敏電阻組成。熱阻是加熱元件的對流分量。下面的方程描述了這一點。

Rth = [1 / (h *As)]

其中h為平均對流系數(shù),As為表面積

對于空氣,對流系數(shù)通常從1到10;對于強制空氣,對流系數(shù)為10到100;對于流體和強制流體,對流系數(shù)大于100。為了演示目的,由于瞬態(tài)時間的限制,熱電阻被設(shè)置得很低。類似地,外殼和烘箱內(nèi)空氣的熱參數(shù)設(shè)置為較低的瞬態(tài)模擬目的。

圖片

利用TLU工具建立了傳感器模型。這是典型的烤箱傳感器。TLU工具非常適合這項工作。傳感器模型有熱輸入和輸出電阻之間的關(guān)系。熱輸入是輸入到TLU模型的外殼塊的輸出。

3、控制單元

烤箱控制器模型是通過使用StateAMS工具開發(fā)的??鞠淇刂破髂P蜁鶕?jù)輸入溫度選擇來產(chǎn)生一個電阻。這將創(chuàng)建一個非常簡單的分壓器電路,該分壓器電路在工作期間會被比較器調(diào)節(jié)至7.5V。帶有滯環(huán)的比較器可調(diào)節(jié)烤箱溫度。使用StateAMS工具,用戶可以輕松創(chuàng)建所需的模型。

使用方法

1.下載并解壓temperature_control_oven_in_aircraft_system.zip文件

2.用SaberRD打開設(shè)計文件temperature_control_oven_in_aircraft_system.ai_dsn

3.按照原理圖內(nèi)“快速分析”框中給出的設(shè)置進行瞬態(tài)分析

EndTime: 5 sec

   Steptime: 1u

仿真分析

r信號表示電阻如何隨溫度變化。該信號是加熱元件原理圖的一部分,而加熱元件原理圖是外殼原理圖的層次結(jié)構(gòu)塊。

temperature信號是輸入到r_tc模型的溫度(該信號是加熱元件原理圖的一部分)。您會看到“溫度”信號的變化反映在“ r”信號中。temp_fdbk信號(與“temperature”相同)是TLU模型的輸入,它將其轉(zhuǎn)換為等效電阻。

現(xiàn)在,該信號被反饋到控制部分單元,控制單元通過pwm信號(“門”)決定開關(guān)的“接通”或“斷開”,從而導致加熱器單元的“接通”或“斷開”。

pwr_sr是輸入正弦電壓源信號。

圖片

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