モデルベース開発

「エアフロメータから吸気流量算出関数」を求め仕様化までを説明することで、比較的面倒なタイプの物理値変換を解説。 物理値変換を考える際は主制御要求を起点に考える。 体積⇔質量：molを利用した相互変換。 速度⇔量：微積分を利用した相互変換。 体積へ影響 ⇒ 温度、圧力。 時間次元も物理値変換の対象と考える。 時間の問題は時間を利用して解決することができる。

前回に導出し「エアフロメータから吸気流量算出関数」を仕様化ことSimulinkモデル化する。論理モデルと実装モデルに分けて解説。 積分仕様は移動平均で表現されることが多い。 処理負荷の都合で演算が移動することが多い。 演算の移動や最適化の結果、元の数式が影も形も残らないことが多い。

前回までに導出した「体積ベース流速から質量ベース流速変換」と「流速から流量変換」を合成して、エアフロメータから吸気流量を算出する。 必要な関数を大まかに分解し、それぞれを特定することはできる。 そして、それぞれを合成して目的の関数を得ることができる。 これがモデルベース開発の最も基本的な考え方となる。

エアフロメータから得られる流速から流量を得るための関数を求める。 流速は流量の変化量である よって、流量を得るには流速を積分する必要がある しかし、エアフロメータからのセンサ値取得タイミングや実際の吸気工程のタイミングを意識した積分が必要。

エアフロメータから得られる吸気流速[L/sec]は体積ベースの流速になっている。これを質量ベースの吸気流速[g/sec]に変換する必要がある。その変換について記載している。 以下が実用的な式となる。 F(x,γ)=1.276[g/L]×x[L/sec]/γ[-]

エアフロメータから吸気流量を求める際の課題提起と必要なパラメータの宣言。これを元に変換の仕方を解いていく。 エアフロメータから取得されるのは吸気流量ではなく、吸気流速である。 しかも、1秒間に透過する体積 よって、「体積から質量の変換」と「流速から流量の変換」が必要となる。