《汽车工程》好文推荐9：矩阵风扇冷却系统模糊控制的研究

研究背景

近年来，矩阵风扇已在车辆领域应用广泛，但对于以风扇转速为主要控制对象的冷却系统，其综合性能的好坏很大程度上依赖于所开发的控制策略。到目前为止，一些较为先进的车辆冷却系统已开始使用PID控制器对风扇转速进行调控，但控制效果有待提高。

研究方法

论文首先在传统乘用车冷却系统的基础上引入矩阵风扇模型；然后，通过对矩阵风扇不同运行模式下冷却系统的性能对比，得到矩阵风扇能耗与散热量的关系曲线，进一步设计矩阵风扇模糊控制策略；最后，通过GT-Suite与Simulink联合仿真，对单运行模式下矩阵风扇Bang-bang控制器与模糊控制器，以及单/多运行模式下风扇模糊控制器的性能进行对比，得出了矩阵风扇模糊控制器性能最优。

研究结果

仿真结果表明：单运行模式瞬态工况下，相比于Bang-bang控制器，采用模糊控制器的矩阵风扇系统能将发动机出水口温度波动幅值减小76%，将风扇系统能耗降低31.2%；矩阵风扇多模式运行时，模糊控制器除能根据反馈信号调整风扇转速外，还能以最低能耗为目标实时调整运转风扇的数目，因此多运行模式下的模糊控制器对目标温度的跟踪能力更优，能耗更低，整个仿真过程的温度稳态误差比单运行模式平均小30.5%，风扇消耗功率比单运行模式平均降低18.8%。

创新点和意义

论文中提出了基于矩阵风扇结构多运行模式模糊控制策略，能有效提升车辆冷却系统效能和发动机热环境稳定性，具有较大的工程应用价值。

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