Беспроводная система контроля давления в шинах с регистрацией неисправностей — MATLAB и Simulink
Открытый пример
В этом примере показано, как проектировать, моделировать и моделировать распределенную систему мониторинга. В этой системе несколько датчиков связываются по беспроводной сети с контроллером. Контроллер предпринимает действия, когда обнаруживает состояние отказа и ведет журнал состояний отказа. В примере используется модель автомобильной системы контроля давления в шинах с идентичными датчиками давления на каждом колесе, которые связываются по беспроводной сети с контроллером в автомобиле с использованием уникального идентификатора устройства, который известен контроллеру. Контроллер сверяет показания давления с допустимым диапазоном. Если показания давления выходят за допустимые пределы или если контроллер потерял связь с одним из датчиков, контроллер включает сигнальную лампу и записывает неисправность в журнал.
Запустите эту команду, чтобы создать и открыть рабочую копию файлов проекта для этого примера:
slexTirePressureMonitoringSystem
Обзор модели
Модель содержит четыре идентичных датчика давления в шинах, смоделированных блоками модели с несколькими экземплярами, которые представляют датчики на четырех шинах автомобиля.
Датчики периодически отправляют сообщения контроллеру. Каждое сообщение состоит из показаний давления в шинах и идентификатора датчика. Все сообщения направляются в контроллер через блок слияния сообщений и буферизируются блоком очереди.
Сообщения в Simulink® объединяют события со связанными данными. Сообщения используются для моделирования связи между компонентами в распределенной системе, такой как связь между датчиками и контроллером в этой системе. См. Обзор сообщений Simulink.
Контроллер может также получать сообщения от датчиков на других транспортных средствах поблизости. Контроллер имеет список идентификаторов устройств соответствующих датчиков, чтобы он мог определить, какие сообщения следует проверять, а какие отклонять.
Для моделирования внешней среды, в которой работает система, модель содержит пятый экземпляр модели датчика, представляющий собой датчик давления в шинах находящегося поблизости транспортного средства и передающий сообщения, полученные контроллером.
Блок контроллера
Контроллер получает дискретные сообщения от каждого из датчиков по мере их отправки через беспроводную связь, промежуточное ПО или их комбинацию. Каждое сообщение состоит из показаний давления в шинах от физического оборудования вместе с уникальным идентификатором устройства сенсорного блока. Комбинация данных о давлении и идентификатора устройства формируют составной сигнал различных типов данных (двойной и символьный вектор). Этот тип сигнала повторно используется во всей модели. Таким образом, определяя Тип Simulink.Bus для этой комбинации имеет смысл. Коммуникации могут быть получены или не получены периодически, поэтому они рассматриваются как асинхронные. Асинхронные коммуникации моделируются как сообщения в Simulink с шиной в качестве полезной нагрузки сообщения.
Контроллер может также получать сообщения от датчиков на других транспортных средствах поблизости. Эти коммуникации также моделируются как сообщения с тем же типом шины.
Модель контроллера controllerCoreAlgorithm.slx получает в качестве аргумента модели список идентификаторов устройств соответствующих датчиков, чтобы он мог определить, какие сообщения следует проверять, а какие отклонять.
Входящие сообщения от датчиков принимаются и буферизуются в диаграмме Stateflow®, а затем передаются в блок MATLAB Function. Блок MATLAB Function проверяет каждый идентификатор устройства в каждом сообщении по допустимому списку идентификаторов устройств, отклоняет сообщения с несоответствием и выводит эти векторы на каждом временном шаге:
Эти векторы передаются в подсистему для каждого, которая применяет одинаковый алгоритм для каждого датчика. Оба этих входа для каждой подсистемы разделены вместе со списком действительных идентификаторов устройств.
Аргументы модели контроллера включают:
Внутри каждой подсистемы диаграмма Stateflow используется для моделирования временной логики проверки тайм-аутов, а также для проверки того, находится ли показание давления в допустимом диапазоне.
Когда контроллер обнаруживает отказ, он записывается в журнал отказов, который моделируется блоком памяти хранилища данных, представляющим собой область ОЗУ контроллера. Каждая запись журнала состоит из идентификатора устройства и типа неисправности: слишком высокое давление, слишком низкое давление, потеря контакта с датчиком. Тип ошибки — это перечисляемый тип данных, определенный для этой цели. Комбинация идентификатора устройства и типа неисправности, используемая в записях журнала неисправностей, образует составной тип сигнала, определяемый с помощью Тип Simulink.bus с этими двумя полями. Функция Simulink logFault выполняет регистрацию ошибок путем добавления новой информации об ошибках в журнал ошибок. Диаграмма Stateflow вызывает эту функцию каждый раз, когда обнаруживает ошибку.
Диаграмма Stateflow receptionStatusChart выводит логический сигнал для каждого из возможных состояний ошибки, и для каждой подсистемы эти выходные сигналы объединяются в логические векторы.
Эти сигналы объединяются с логическими операторами в один скалярный логический вывод для контроллера, который указывает на наличие или отсутствие состояния отказа. Этот сигнал может использоваться для включения сигнальной лампы или звукового сигнала при возникновении неисправности.
Список допустимых идентификаторов сенсорных устройств — это параметр экземпляра модели контроллера, а также минимальное и максимальное допустимые значения давления в шинах и интервал времени ожидания. Алгоритм контроллера может быть развернут в разных приложениях с разными значениями этих параметров.
Блоки датчиков
Каждый датчик измеряет данные физической среды, то есть давление в шинах. В сенсорной модели этот вход моделируется корневым блоком Inport. Измерение давления объединяется с уникальным идентификатором устройства в сигнал шины с использованием Тип Simulink.bus , определенный для этой цели. Сигнал шины представляет собой полезную нагрузку выходного сообщения датчика, которое создается блоком отправки сообщений и отправляется на корневой порт Outport.
Датчики предназначены для периодической передачи показаний. Однако связь рассматривается как асинхронная для учета неопределенности при передаче и приеме. Каждое сообщение представляет собой дискретную асинхронную передачу, передаваемую через беспроводную связь, промежуточное ПО или их комбинацию.
Уникальный идентификатор устройства — это параметр экземпляра модели датчика, который создан в нескольких экземплярах для представления нескольких шин транспортного средства. Модели датчиков идентичны, за исключением этого параметра экземпляра.
Модель системы
В модели системы блок контроллера представлен эталонной моделью, а сенсорные блоки представлены эталонной моделью с несколькими экземплярами. Связь между датчиками и контроллером моделируется сообщениями в Simulink. Сообщения объединяются блоком слияния сообщений в один канал и буферизуются блоком очереди, представляющим очередь в программно-аппаратном обеспечении приема.
Входными данными для системы являются показания датчиков из физической среды, которые подаются на входные порты моделей датчиков.
Блоки источника можно использовать для моделирования показаний датчика. Здесь различные входные параметры моделируются с помощью блоков Sine Wave с шагом расчета, основанным на частоте измерений давления. Выходом системы является управляющий сигнал, указывающий на наличие или отсутствие неисправности.
В дополнение к контрольному сигналу на выезде система ведет журнал записанных аварийных состояний. Журнал является внутренним для системы, но фактически представляет собой часть выходных данных системы, которые можно изучить и протестировать.
Дополнительная модель датчика представляет собой датчик на ближайшем транспортном средстве. Передачи этой модели датчика могут быть получены контроллером, хотя идентификатор устройства этого датчика отсутствует в списке допустимых идентификаторов устройств, используемых контроллером. Эта модель также управляется блоком Sine Wave. Выходные сообщения этого блока датчиков объединяются с сообщениями от датчиков автомобиля и отправляются в блок управления.
Типы данных, такие как Типы Simulink.bus и перечисляемые типы, используемые моделями, хранятся в общем словаре данных commonData.sldd , что позволяет всем моделям иметь доступ к определениям. См. Что такое словарь данных?.
Моделирование модели
Блоки синусоиды, используемые в качестве входных данных, сконфигурированы таким образом, что некоторые входные данные находятся за пределами допустимого диапазона давления в шинах, что вызывает состояние неисправности. После симуляции модели вы можете наблюдать результаты в Инспекторе данных моделирования.
На нижнем графике показано, когда управляющий сигнал, активирующий контрольную лампу, включен. Контрольная лампа активируется, когда давление в задней правой шине превышает максимально допустимое значение 4,5 и когда давление в передней левой шине ниже минимально допустимого значения 1,25, но посторонний датчик не включает контрольную лампу.
См. также
Функция MATLAB | Функция Simulink
Связанные темы
- Подготовка моделей датчиков и контроллеров в распределенной системе мониторинга для генерации кода
Значение и способы исправления/сброса
Вождение с поврежденными или недостаточно накачанными шинами может быть чрезвычайно опасным, приводя к ухудшению управляемости и недостаточному расходу топлива экономика.
К счастью, современные автомобили имеют несколько функций безопасности, в том числе систему контроля состояния шин svc. Но что это значит? Как это связано с безопасностью и обслуживанием вашего автомобиля?
Мы расскажем вам все, что вам нужно знать, от причин до того, как сбросить настройки этой системы контроля давления в шинах. Давайте узнаем больше об этом в нашей статье!
В этой статье:
Сервисная система контроля давления в шинах ЗначениеСистема контроля давления в шинах (сокращенно TPMS) срабатывает , когда шина опускается . Центр сообщений на вашей приборной панели загорится или начнет мигать сообщение об ошибке, предупреждающее вас о ситуации с низким давлением в шинах. В зависимости от модели некоторые автомобили даже отображают давление в шинах для каждой шины.
В большинстве случаев, когда шина разряжена, перед тем как погаснуть, загорается сигнальная лампа давления в шинах двигателя. Однако возникает серьезная проблема, если индикатор шины остается включенным.
Это часто указывает на дефицит давления воздуха в шинах на 25%. Ваши шины могут быть в полном порядке.
Мониторы могут сломаться или изнашиваться, как и любой другой компонент. Значит, ваша сервисная система мониторинга шин тоже может выйти из строя.
Эта система мониторинга использует датчики для измерения давления воздуха в шинах. Датчики давления в шинах обычно располагаются внутри шины и соединяются с ободом. Все, что проходит через травматическое путешествие, как этот датчик, со временем теряет свою эффективность.
Важно ли обслуживание системы контроля шин?Да. Это важно по разным причинам, помимо того, что вы знаете, что ваша система TPMS нуждается в обслуживании.
Давление в шинах может быть ниже идеального уровня или упасть до субоптимального уровня, когда отображается предупреждение. Сами шины также могут быть повреждены и не в состоянии поддерживать правильное давление. Это может привести к следующим проблемам:- Снижение расхода топлива
- Снижение управляемости автомобиля
- Меньшая грузоподъемность
- Возможный взрыв или спущенная шина
Когда на приборной панели загорается сигнализатор контроля давления в шинах, это означает, что у вас возникли проблемы, связанные с TPMS, вызванные несколькими причинами, такими как разряженная батарея , неисправный датчик контроля давления в шинах или датчик, требующий перепрограммирования .
Аккумулятор питает всю автомобильную электронику и, вместе с генератором переменного тока, обеспечивает непрерывную работу всех аксессуаров автомобиля — однако система TPMS не является исключением. Это связано с тем, что аккумулятор нельзя подключить к TPMS, поскольку он встроен в обод.
Из-за этого датчик TPMS обычно поставляется с отдельной крошечной батареей, которая вообще не подключена к основной батарее автомобиля. Аккумулятор внутри корпуса датчика TPMS в конечном итоге тоже умрет через 5-6 лет, так как все аккумуляторы датчиков шин со временем разряжаются.
Спущенные шины Обучение обращению со спущенными шинами экономит ваше время и деньги Наиболее частая причина включения индикатора TPMS – недостаточное давление в шинах. Эти устройства предназначены для обнаружения этого, потому что большинство шин со временем постепенно теряют способность поддерживать надлежащее давление в шинах.
Правильная накачка и перезапуск автомобиля могут быстро исправить это. Проблема, вероятно, не в ваших шинах, если сигнальная лампа остается включенной.
Медленный прокол также может привести к этому. Когда загорается этот индикатор проверки двигателя, вам необходимо проверить шины на наличие повреждений.
Неисправный датчикЭти датчики TPMS, как было сказано в начале, также иногда выходят из строя, поскольку они всегда работают под нагрузкой, особенно когда вы часто ездите по неровным дорогам. Они более восприимчивы к повышенному уровню вибрации, так как расположены непосредственно на внутренней стороне обода.
Это одна из наиболее частых причин, по которой загорается сигнальная лампа давления в шинах, и это простое решение, требующее только замены датчика. По оценкам экспертов, срок службы датчиков TPMS составляет от 5 до 10 лет, в зависимости от стиля вождения.
Состояние дороги Близость этих датчиков к дороге заставляет их постоянно раскачиваться во время движения.
В результате вашего столкновения с плохими дорожными условиями, такими как агрессивные выбоины, они иногда неверно интерпретируют собираемые данные. Такой потенциальный сбой может обмануть датчик ваших шин, ложно полагая, что они недостаточно накачаны.
Обычно эту проблему устраняет перезапуск автомобиля. Предположим, что проблема все еще существует; датчик шины мог быть сломан, или ваши шины могли потерять воздух в результате прямого удара.
Как починить сервисную систему контроля шинСброс индикатора давления в шинах — самый простой способ починить сервисную систему вашего автомобиля. Есть два способа перезагрузить систему, когда датчикам иногда требуется дополнительная помощь.
Вождение в течение 10 минут на высокой скорости — это первый шаг к сбросу настроек систем контроля давления в шинах. Предупреждающая лампа давления в шинах должна гаснуть, когда вы снова заводите автомобиль или после текущей поездки.
Если описанный выше подход не удался, попробуйте сбросить индикатор TPMS, выполнив следующие действия.
- Шаг 1: Включите зажигание, не запуская двигатель.
- Шаг 2: Найдите кнопку TPMS, затем нажмите и удерживайте ее, пока предупреждение не начнет мигать или исчезнет.
- Шаг 3: Проедьте некоторое время, остановитесь и снова заведите автомобиль. Ваша система мониторинга теперь исправлена!
В случае неудачи, когда вышеуказанные методы не работают, отнесите свой автомобиль, оборудованный системой TPMS, в надежную ремонтную мастерскую и доверьте эту работу профессионалам.
Часто задаваемые вопросы Сколько стоит обслуживание системы контроля шин?Средняя стоимость замены датчиков вашей системы составляет от 50 до 100 долларов, включая оплату труда. Обратите внимание, что цена может варьироваться в зависимости от многих факторов, например, могут ли они заменить датчик TPMS, не снимая колесо целиком.
Безопасно ли ездить с сервисной системой контроля шин? Да.
Хотя вождение с сигнализацией сервисной системы контроля шин на Chevy или других автомобилях, как правило, безопасно, очень важно как можно скорее проверить и устранить проблему. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваш автомобиль находится в исправном состоянии и его можно безопасно использовать.
Да. Хотя вы можете отключить его, если хотите, делать это не рекомендуется, и вам нужно будет модифицировать его для вашего автомобиля. Самый простой способ отключить его — переключить красный провод контакта 2 на синий провод контакта 6.
Что такое сервисная система давления в шинах? Это автоматическое устройство может помочь контролировать давление в ваших шинах и уведомит вас, когда оно станет опасно низким. Сигнальная лампа давления в шинах должна немедленно погаснуть, как только ваши шины будут накачаны. Предположим, что оно сохраняется в течение длительного периода времени; вам необходимо сбросить сервисную систему контроля шин.