CN103499966A - 空调控制器半物理仿真测试系统 - Google Patents

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陈立平
赵建军
丁建完
陈路
龚雄
田显钊
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Abstract

本发明涉及一种空调控制器半物理仿真测试系统，包括硬件模块、信号接口模块与空调环境模型模块；硬件模块包括空调控制板及信号调理板，空调控制板用于控制并产生空调控制信号，信号调理板包括电源系统与信号采集处理系统，电源系统用于给空调控制板提供电源，信号采集处理系统用于将空调控制板产生的模拟信号转换成数字信号，同时将空调环境模型模块反馈的数字信号转换成模拟信号；信号接口模块用于硬件模块与空调环境模型模块之间的通信；空调环境模型模块用于模拟空调本体模型及环境温度模型。本发明可以直接对空调控制器进行调试，简化了空调控制器的设计及测试过程，有效地降低了研发成本，加快了研发进度。

Description

空调控制器半物理仿真测试系统
技术领域
本发明涉及空调的测试技术，具体地说是一种空调控制器半物理仿真测试系统。
背景技术
空调控制器是空调的控制部件。传统的空调控制器设计测试过程，往往需要进行空调整机实物验证，需将空调控制器连接至真实空调，根据实际控制情况，相应地对空调控制器的控制算法进行修改及再验证，这种测试过程周期长、测试费用高，加大了资源的投入。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种空调控制器半物理仿真测试系统，该系统可有效地降低空调控制器的研发成本，加快其研发进度。
按照本发明的技术方案：一种空调控制器半物理仿真测试系统，包括依次相连的硬件模块、信号接口模块与空调环境模型模块；所述硬件模块包括空调控制板及信号调理板，所述空调控制板用于控制并产生空调控制信号，所述信号调理板包括电源系统与信号采集处理系统，所述电源系统用于给所述空调控制板提供电源，所述信号采集处理系统用于将所述空调控制板产生的模拟信号转换成数字信号，同时将所述空调环境模型模块反馈的数字信号转换成模拟信号；所述信号接口模块用于所述硬件模块与所述空调环境模型模块之间的通信；所述空调环境模型模块用于模拟空调本体模型及环境温度模型。
所述空调控制板的空调控制信号为8路模拟信号，分别为压机、外风机、四通阀、电加热、高风、中风、低风及摆风控制信号。
所述空调控制板上设置有五个按键，分别为开关、模式、风速、温度+和温度-按键。
所述信号接口模块采用MWorks编写，实现所述硬件模块与所述空调环境模型模块之间的信号接收、信号处理和信号数据发送功能。
所述空调环境模型模块基于Modelica语言构建。
所述空调本体模型包括压缩机模型、冷凝器模型、蒸发器模型及电子膨胀阀模型，用于模拟空调的制冷与制热模式；所述环境温度模型包括室内温度模型及室内管温模型。
本发明的技术效果在于：本发明通过空调环境模型模块模拟空调本体模型及环境温度模型，通过信号接口模块实现硬件模块与空调环境模型模块之间的通信，可以直接对空调控制器进行调试，简化了空调控制器的设计及测试过程，有效地降低了研发成本，加快了研发进度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，本发明是一种空调控制器半物理仿真测试系统，包括依次相连的硬件模块、信号接口模块与空调环境模型模块，信号接口模块与空调环境模型模块由计算机控制。
硬件模块由两部分组成，包括空调控制板及信号调理板。空调控制板用于控制并产生空调控制信号，该空调控制信号为8路模拟信号，分别为压机、外风机、四通阀、电加热、高风、中风、低风及摆风控制信号。空调控制板上设置有五个按键，分别为开关、模式、风速、温度+和温度-按键。
信号调理板包括电源系统与信号采集处理系统。电源系统替代空调控制板自带的驱动电路，用于给空调控制板提供电源。信号采集处理系统用于将空调控制板产生的模拟信号转换成数字信号，同时将空调环境模型模块反馈的室内温度及室内管温数字信号转换成模拟信号，替代空调控制板自带的温度传感器，使空调控制板精确显示当时空调环境模型模块的室内温度和室内管温参数，并计算产生当时相应的控制信号。
信号接口模块用于硬件模块与空调环境模型模块之间的通信，信号接口模块采用MWorks编写，通过调用外部C函数方法实现硬件模块和空调环境模型模块之间的通信机制，实现硬件模块与空调环境模型模块之间的信号接收、信号处理和信号数据发送功能。信号接口模块与信号调理板之间通过RS232信号相连。该模块将硬件模块通过串口发送的数据帧解码，用以驱动空调环境模型模块相应模块，使空调环境模型模块工作；同时，将当时的空调环境模型模块反馈的室内温度和室内管温封装成数据帧，发送给硬件模块，再由硬件模块进行相应的解码操作，显示空调环境模型模块当时的室内温度和室内管温。
空调环境模型模块用于模拟空调本体模型及环境温度模型。空调环境模型模块基于Modelica语言构建，简化了空调环境模型的建模步骤。空调本体模型包括压缩机模型、冷凝器模型、蒸发器模型及电子膨胀阀模型，用于模拟空调的制冷与制热模式；环境温度模型包括室内温度模型及室内管温模型。
本发明采用硬件模块，附加搭载串口调试助手的计算机，可以直接对空调控制器进行调试；通过串口调试助手直接给硬件模块发送室内温度和室内管温信号，经硬件模块调理后，反馈至空调控制器，空调控制器根据内嵌的控制算法进行计算，产生相应的控制信号，从而形成一个简化的闭环控制系统，提供了空调控制器硬件设计及调试的简化方法。
本发明通过对空调控制器的控制性能进行仿真分析，修改相应的空调控制器的控制算法，简化了空调控制器的设计及测试过程，节约了开发成本；本发明不受外界环境及场地的限制，可以在任何时刻任何地点进行空调的全功能测试，有效地降低了研发成本，加快了研发进度。

Claims (6)

1.一种空调控制器半物理仿真测试系统，其特征是：包括依次相连的硬件模块、信号接口模块与空调环境模型模块；所述硬件模块包括空调控制板及信号调理板，所述空调控制板用于控制并产生空调控制信号，所述信号调理板包括电源系统与信号采集处理系统，所述电源系统用于给所述空调控制板提供电源，所述信号采集处理系统用于将所述空调控制板产生的模拟信号转换成数字信号，同时将所述空调环境模型模块反馈的数字信号转换成模拟信号；所述信号接口模块用于所述硬件模块与所述空调环境模型模块之间的通信；所述空调环境模型模块用于模拟空调本体模型及环境温度模型。
2.按照权利要求1所述的空调控制器半物理仿真测试系统，其特征是：所述空调控制板的空调控制信号为8路模拟信号，分别为压机、外风机、四通阀、电加热、高风、中风、低风及摆风控制信号。
3.按照权利要求2所述的空调控制器半物理仿真测试系统，其特征是：所述空调控制板上设置有五个按键，分别为开关、模式、风速、温度+和温度-按键。
4.按照权利要求1所述的空调控制器半物理仿真测试系统，其特征是：所述信号接口模块采用MWorks编写，实现所述硬件模块与所述空调环境模型模块之间的信号接收、信号处理和信号数据发送功能。
5.按照权利要求1所述的空调控制器半物理仿真测试系统，其特征是：所述空调环境模型模块基于Modelica语言构建。
6.按照权利要求5所述的空调控制器半物理仿真测试系统，其特征是：所述空调本体模型包括压缩机模型、冷凝器模型、蒸发器模型及电子膨胀阀模型，用于模拟空调的制冷与制热模式；所述环境温度模型包括室内温度模型及室内管温模型。
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