基于Simulink／Stateflow液压子站控制系统的仿真设计,    广州路灯车出租,  广州路灯车租赁,  广州路灯车      Stateflow是SimulinkＥｘｔｒａ模块库中一个基于有限状态机和流程图来构建组合和时序逻辑决策模型并进行仿真的环境。它的仿真原理是有限状态机理论，有限状态机是指系统含有可数的状态，在相应的状态事件发生时，系统会从当前状态转移到与之对应的状态。在有限状态机中实现状态的转移是有一定条件的，同时相互转换的状态都会有状态转移事件，这样就构成了状态转移图Stateflow是图形化设计工具，每个状态自动机用一个图来表示，每个图在Simulink中封装成一个模块，双击这个模块可以打开一个Stateflow的编辑窗口，在这个界面中可以完成所有的设计和编辑工作，仿真运行时还可以在该界面下观察状态流程。任何一个Stateflow图均由图形对象和非图形对象构成，图形对象包括状态、转换、节点、图形函数等，非图形对象则包括数据和事件的定义。Stateflow可以将图形表示和表格表示（包括状态转换图、流程图、状态转换表和真值表）结合在一起，针对系统对事件、基于时间的条件以及外部输入信号的反应方式进行建模。它可用于设计有关监控、任务调度以及故障管理应用程序的逻辑。Simulink／Stateflow为用户提供了图形界面支持的设计有限状态机的方法。它允许用户建立有限的状态，用图形的形式绘制出状态迁移的条件，并使用其规定的命令设计状态迁移执行的任务，从而构造出整个有限状态机系统。Stateflow可以通过定义输入输出和Simulink交互，每个Stateflow模块都属于子封装的Simulink模块。仿真执行时Stateflow把流程图转成Simulink的内部描述Ｓ－ｆｉｍｃｔｉｏｎ，所以Stateflow生成的逻辑可以直接嵌入到Ｓｍｉｕｌｉｎｋ模型下，两者是无缝结合的。这样就能在仿真过程用事件驱动连续行为间的切换-。结合液压子站的工作原理和工艺流程，本文按照实际使用工况，以液压子站系统的加气速度、加气能力、系统能耗和车载储气瓶中的压力变化来表征系统的性能指标，在仿真参数的设计上，做了如下假设：

     １）液压式ＣＮＧ路灯车加气子站专用长管拖车每支储气瓶中ＣＮＧ的初始压力均为２０ＭＰａ。

     ２）进站加气的小路灯车和公交车的车载储气瓶中剩余的ＣＮＧ压力均为ＩＭＰａ。

    ３）当液压式ＣＮＧ路灯车加气子站专用长管拖车车载气瓶中的ＣＮＧ压力低于１８．５ＭＰａ时，液压增压撬体中的注油系统自动启动，向车载储气瓶中注油；当车载气瓶中的ＣＮＧ压力达到２０．５ＭＰａ时，注油系统自动停止。

    ４）当车载气瓶中的注油量达到其水容积的９５％时，该气瓶的注油过程结束，启动回油过程；由于在回油初始阶段，油箱内的液压油会存在大量气泡，为减少柱塞栗等液压元器件的气蚀，设定回油开始１分钟以后，注油程序才允许启动。

    ５）忽略系统中气动球阀的开、关时间，假设各种控制阀门在接收到动作指令后，均能迅速动作。

    ６）在为ＣＮＧ燃料车辆进行加气时，以ＣＮＧ加气枪端的压力来表示ＣＮＧ燃料车辆储气瓶内的压力，且只要压力高于１８ＭＰａ，加气车辆即认为达到充装期望值，即可完成加气，自行离去。

    ７）各工况加气车辆均假设连续无间隔的进站充装ＣＮＧ。

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       在ＣＮＧ路灯车加气站的运营过程中，ＣＮＧ燃料路灯车进站充装ＣＮＧ的过程主要有：车辆就位熄火、开启车辆前后舱盖、连接加气枪与充装口、启动加气机进行充装作业、加气完成并断开加气枪与车载储气瓶充装口的连接、关闭加气车辆前后舱盖、缴费、服务结束车辆离去等八个过程。其中车辆充装ＣＮＧ的过程中，ＣＮＧ路灯车加气子站储气系统的压力、ＣＮＧ路灯车加气子站的增压（压缩）能力以及ＣＮＧ燃料路灯车储气瓶初始压力等三个主要要素制约着车辆充装过程中的作业时间。其余七个过程的作业时间均是受人为因素和环境因素影响的随机时间。根据“三点估计法”，本文统计获得ＣＮＧ燃料路灯车在进站准备充装ＣＮＧ和充装完成离开加气工位的最大可能作业时间为１２０秒。因此本文利用Stateflow通过图形化工具设计的液压子站控制系统中包含２５种状态，分别为电机启停及液压子站专用长管拖车８支储气钢瓶注油、回油和排气阀驱动信号的产生与停止；考虑系统压力损失和安全规范，系统不同状态之间的迁移条件为：１）-｜排气压力Ｐｉ｜＜＝２０ＭＰａ时开启注油程序，丨排气压力Ｐｉ｜＞＝２２ＭＰａ时，停止注油、电机停止；

    ２）｜每支储气钢瓶的注油量Ｑｉ｜＞＝２１００Ｌ时，该瓶的注油程序停止，转移到回油程序；

    ３）回油状态运行６０秒后，顺序转移到下一支储气钢瓶的注油程序；

    ４）加气枪端的压力达到设定值（２０ＭＰａ）后，认为一个加气过程结束；间隔１２０秒后，重新进入下一个加气过程。通过Stateflow控制技术，在仿真中可直接观察到状态的改变及整个液压子站的控制过程，基于Stateflow液压子站的控制模块。

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