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龍圖騰網獲悉大連理工大學;大連海天興業科技有限公司申請的專利一種基于FPGA實現的安全控制的空調控制系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120135232B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510631606.3，技術領域涉及：B61D27/00；該發明授權一種基于FPGA實現的安全控制的空調控制系統是由劉全利;聶文旭;姜新華設計研發完成，并于2025-05-16向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于FPGA實現的安全控制的空調控制系統在說明書摘要公布了：本發明創造涉及智能服務與數據處理領域，具體涉及一種基于FPGA實現的安全控制的空調控制系統，包括主卡模塊、IO卡模塊、安全邏輯控制模塊、傳感器模塊和執行器模塊，主卡模塊通過傳感器采集車廂內部參數，基于計算和分析調整空調設備的運行策略；IO卡模塊在主卡故障時承擔安全模式下的控制任務；安全邏輯控制模塊確保空調系統在安全模式下依然能夠維持基本功能；傳感器模塊通過感知環境的變化，將信號進行轉換和傳輸；執行器模塊將控制系統輸出的指令轉化為對空調設備的物理控制。本發明有益效果：解決了傳統空調系統在安全控制、能效優化、安全性、故障診斷方面的不足，提升了空調的智能化程度和用戶體驗。

本發明授權一種基于FPGA實現的安全控制的空調控制系統在權利要求書中公布了：1.一種基于FPGA實現的安全控制的空調控制系統，包括主卡模塊、IO卡模塊、安全邏輯控制模塊、傳感器模塊和執行器模塊，主卡模塊通過傳感器采集車廂內部的溫度、濕度、壓力、流量參數，基于計算和分析以確定空調系統的運行模式，調整空調設備的運行策略；IO卡模塊在主卡故障時承擔安全模式下的控制任務，能夠快速響應輸入變化；安全邏輯控制模塊確保空調系統在安全模式下依然能夠維持基本功能；傳感器模塊通過感知環境的變化，將相關信息轉化為電信號，再通過模擬或數字信號的方式輸出至控制系統；執行器模塊將控制系統輸出的指令轉化為對空調設備的物理控制；主卡模塊通過傳感器采集車廂內部的溫度、濕度、壓力、流量參數，基于計算和分析以確定空調系統的運行模式，根據列車的加速、減速、停站運行狀態，調整空調設備的運行策略，確保乘客舒適性，同時提高能源利用效率，主卡模塊與列車控制管理系統進行通信，接收來自列車整體控制系統的指令，根據指令調整空調的運行模式，主卡模塊管理所有空調相關的邏輯控制，包括風機的啟停和調速、壓縮機的運行模式切換、冷凝器和蒸發器的狀態管理，通過計算機算法判斷何時啟動以及關閉電磁閥，控制冷媒流動，以實現控制決策；主卡模塊制定空調系統的控制策略并實現控制決策，包括溫控算法、安全控制算法，對于溫控算法，設定空調系統的目標溫度為，實際室內溫度為，外部環境溫度為，空調系統的控制目標是根據和之間的溫差來調整空調的冷卻和加熱能力： ，其中為空氣質量流量，為空氣的比熱容，為空調系統的冷卻功率，為空調系統的加熱功率，為環境熱負荷，為實際室內溫度變化率，為實現精確的溫度調節，空調系統通過監測室內溫度和設定溫度，之間的誤差來進行反饋控制，溫度誤差定義為： 溫度誤差會直接影響空調的控制策略，在不同的誤差范圍內，空調的冷卻或加熱能力將進行動態調整,為了平滑過渡并避免過度調節，誤差的調整采用動態加權機制： 其中：ut為控制信號，、是動態權重系數，表示溫度誤差和誤差變化速率對控制信號的影響，為變化速率進一步地，有： 其中，，為初始權重系數，，，，為調節參數，控制權重系數的動態響應強度，當溫度誤差大時，系統會增大的值，使得控制信號對誤差的響應更為敏感；而當溫度變化快時，增大可以增強對誤差變化速率的調整，避免過度響應，為了確保溫控系統的穩定性，引入了系統的穩定性條件，系統的溫度動態方程為： 其中，為外部環境擾動，為風速、為濕度，根據李雅普諾夫穩定性理論，若系統滿足，則系統的溫度誤差將趨于零，保證溫度控制的穩定性。

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