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驾驶舱内自动压力控制系统（SARD）的模型

驾驶舱内的自动压力控制系统（sard）旨在在飞行的不同阶段（起飞，巡航飞行，着陆）保持机舱内的安全压力。

模型图:

pressure_control_system_in_aircraft--1743418578183.png

系统的物理部分

SLE单元模拟来自具有恒定压力和温度的空调系统的空气供应。

块管道阻力（2块）-模拟空气管路中的压力损失。

客舱容积单元是一个动态客舱模型，其中压力根据空气注入/排放而变化。

块溢流阀-调节过量压力排放到大气中，由块大气描述。

管理系统

模型中的控制系统由红色块组成，其中包括:
酒吧客舱压力传感器-转换高度以米为单位在同一高度的压力，根据法律: 哪里 -身高
加法器-计算设定点m和测量值之间的失配信号,* *
PID控制器,
延迟单元,
*从Pa到酒吧的**传输单元。

外部条件

外部条件由蓝色块定义。 假设：温度恒定。 压力由单位确定根据法律从海拔高度转换为海拔高度的压力: 哪里 -高度。

飞行计划

代表飞行计划的块描述了飞机的高度将如何根据时间而变化。 它们在图中是绿色的。

在块的入口处飞行计划给出了模型时间，该单元的输出信号是以米为单位的高度值。

定义加载和运行模型的函数:

In [ ]: 
function start_model_engee()
    try
        engee.close("pressure_control_system_in_aircraft", force=true) # закрытие модели 
        catch err # в случае, если нет модели, которую нужно закрыть и engee.close() не выполняется, то будет выполнена её загрузка после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/pressure_control_system_in_aircraft.engee") # загрузка модели
        end;

    try
        engee.run(m, verbose=true) # запуск модели
        catch err # в случае, если модель не загружена и engee.run() не выполняется, то будут выполнены две нижние строки после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/pressure_control_system_in_aircraft.engee") # загрузка модели
            engee.run(m, verbose=true) # запуск модели
        end
end
Out[0]:
start_model_engee (generic function with 1 method)

运行模拟

In [ ]: 
start_model_engee();

Building...
Progress 0%
Progress 5%
Progress 10%
Progress 15%
Progress 21%
Progress 26%
Progress 32%
Progress 37%
Progress 42%
Progress 47%
Progress 53%
Progress 58%
Progress 63%
Progress 68%
Progress 74%
Progress 79%
Progress 84%
Progress 90%
Progress 95%
Progress 100%
Progress 100%

将仿真数据写入变量:

In [ ]: 
t = simout["pressure_control_system_in_aircraft/Задатчик давления в кабине в барах"].time[:]
control_pressure = simout["pressure_control_system_in_aircraft/Задатчик давления в кабине в барах"].value[:]
cabin_pressure_bar = simout["pressure_control_system_in_aircraft/Давление в кабине в барах"].value[:]
altitude = simout["pressure_control_system_in_aircraft/Высота в метрах"].value[:]
external_pressure = simout["pressure_control_system_in_aircraft/Давление на высоте, в Па"].value[:]
cabin_pressure_pa = simout["pressure_control_system_in_aircraft/Датчик давления в кабине, Па.1"].value[:];

数据可视化

In [ ]: 
using Plots

飞行计划包括5个阶段:

  1. 站在地上（1355秒）。
  2. 起飞和爬升（500秒）。
  3. 巡航飞行（1200秒）。
  4. 下降和着陆（400秒）。
  5. 飞行后停车（1531秒）。
In [ ]: 
plot(t, altitude, linewidth=2, xlabel="Время, с", ylabel="Высота, м", title="План полёта", legend=false)
Out[0]:

根据飞行高度的变化，外部压力发生变化，以及机舱内的压力根据调节规律发生变化。:

In [ ]: 
plot(t, external_pressure, linewidth=2, label="Давление на высоте полёта")
plot!(t, cabin_pressure_pa, linewidth=2, label="Давление в кабине", xlabel="Время, с", ylabel="Давление, Па", legend=:bottomright)
Out[0]:

这种压力差是为了乘客在飞机上的舒适停留而保持的。 但机舱内的压力略小于正常情况下的压力，这是由飞机结构的强度要求决定的。

设定和测量的机舱压力图:

In [ ]: 
plot(t, control_pressure, linewidth=2, label="Заданное давление в кабине")
plot!(t, cabin_pressure_bar, linewidth=2, label="Измеренное давление в кабине", xlabel="Время, с", ylabel="Давление, бар", legend=:bottomright)
Out[0]:

结论:

在这个例子中，考虑了飞机机舱内自动压力控制系统的模型。 分析图表后，可以得出结论，调节器在飞行的所有阶段都将压力保持在预设水平。

示例中使用的块