一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法和系统与流程

本发明涉及空调技术控制领域，尤指一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法和系统。

背景技术：

过冷度是空气处理机组中重要的控制参数，一定压力下冷凝水的实际过冷度低于相应压力下饱和实际过冷度的差值。其控制的准确性直接影响空气处理机组性能。

通常空气处理机组所设计的冷凝器实际过冷度较大时，其过冷段也会较长，导致空气处理机组的运行成本上升，并且过冷段增长后，空气处理机组的换热能力改善效果也不一定理想。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法和系统，实现适用于不同空气处理机组，并且稳态误差处理良好，提升过冷度控制响应速率和精度。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法，包括步骤：

计算获取空气处理机组的实际过冷度；

获取目标过冷度；

根据所述实际过冷度和目标过冷度，计算得到过冷度差值；

根据所述过冷度差值计算得到过冷度差值变化率；

根据所述过冷度差值和过冷度差值变化率，查询对应的模糊控制表得到对应的控制量，根据所述控制量控制所述空气处理机组的运行参数。

进一步的，所述计算获取空气处理机组的实际过冷度包括步骤：

获取所述空气处理机组的室外压缩机所对应排气压力值，并计算所述排气压力值对应的饱和温度；

获取所述空气处理机组的冷凝器所对应出口温度；

根据所述饱和温度和所述出口温度计算得到所述实际过冷度。

进一步的，所述根据所述过冷度差值和过冷度差值变化率，查询对应的模糊控制表得到对应的控制量，根据所述控制量控制所述空气处理机组的运行参数包括步骤：

生成对应的模糊控制表；

根据所述过冷度差值确定对应的目标控制周期，查询与所述目标控制周期匹配的目标模糊控制表；

根据所述过冷度差值和所述过冷度差值变化率查询所述目标模糊控制表得到对应的输出值，根据所述输出值得到对应的开度控制量；

根据所述开度控制量控制电子膨胀阀的工作状态，从而控制所述空气处理机组的过冷度。

进一步的，所述生成对应的模糊控制表包括步骤：

获取所述过冷度差值变化范围，并设置其对应的第一模糊语言集；

获取所述过冷度差值变化率变化范围，并设置其对应的第二模糊语言集；

获取电子膨胀阀的开度变化范围，并设置其对应的第三模糊语言集；

根据控制规则和所述第一模糊语言集、第二模糊语言集、第三模糊语言集，生成对应的模糊控制表。

本发明还提供一种应用于空气处理机组的过冷度控制系统，包括：

实际过冷度获取模块，用于计算获取空气处理机组的实际过冷度；

目标过冷度设置模块，用于获取目标过冷度；

过冷度差值计算模块，用于根据所述实际过冷度和目标过冷度，计算得到过冷度差值；

过冷度差值变化率计算模块，用于根据所述过冷度差值计算得到过冷度差值变化率；

模糊控制模块，用于根据所述过冷度差值和过冷度差值变化率，查询对应的模糊控制表得到对应的控制量，根据所述控制量控制所述空气处理机组的运行参数。

进一步的，所述实际过冷度获取模块包括：

饱和温度获取单元，用于获取所述空气处理机组的室外压缩机所对应排气压力值，并计算所述排气压力值对应的饱和温度；

出口温度获取单元，用于获取所述空气处理机组的冷凝器所对应出口温度；

实际过冷度获取单元，用于根据所述饱和温度和所述出口温度计算得到所述实际过冷度。

进一步的，所述模糊控制模块包括：

模糊控制表生成单元，用于生成对应的模糊控制表；

模糊控制表查询单元，用于根据所述过冷度差值确定对应的目标控制周期，查询与所述目标控制周期匹配的目标模糊控制表；

开度控制量查询单元，用于根据所述过冷度差值和所述过冷度差值变化率查询所述目标模糊控制表得到对应的输出值，根据所述输出值得到对应的开度控制量；

模糊控制单元，用于根据所述开度控制量控制电子膨胀阀的工作状态，从而控制所述空气处理机组的过冷度。

进一步的，所述模糊控制表生成单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述过冷度差值变化范围，并设置其对应的第一模糊语言集；

第二获取子单元，用于获取所述过冷度差值变化率变化范围，并设置其对应的第二模糊语言集；

第三获取子单元，用于获取电子膨胀阀的开度变化范围，并设置其对应的第三模糊语言集；

模糊控制表生成子单元，用于根据控制规则和所述第一模糊语言集、第二模糊语言集、第三模糊语言集，生成对应的模糊控制表。

通过本发明提供的一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法和系统，能够适用于不同空气处理机组，并且稳态误差处理良好，提升过冷度控制响应速率和精度。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法和系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法的另一个实施例的流程图；

图3是本发明一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法的另一个实施例的流程图；

图4是本发明一种应用于空气处理机组的过冷度控制的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明的一个实施例，如图1所示，一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法，包括：

s100计算获取空气处理机组的实际过冷度；

s200获取目标过冷度；

具体的，s100与s200之间没有先后顺序，可以先执行s100再执行s200，也可以先执行s200再执行s100，还可以同时执行s100和s200。空气处理机组包括新风处理机组和空调处理机组。新风机组是用来处理新风的，新风用来保证室内空气的质量，并补充室内排风。空气处理机组上电后，空气处理机组的主控板进行实时采集当前周期内的当前实际过冷度，而目标实际过冷度由用户事先写入主控板，此外，由于空气处理机组上电后能够周期性实时采集每个周期内的实际过冷度，因此，主控板能够储存记录上一周期内的上一实际过冷度。

s300根据实际过冷度和目标过冷度，计算得到过冷度差值；

s400根据过冷度差值计算得到过冷度差值变化率；

具体的，计算空气处理机组实际过冷度t_sup和设定的目标过冷度t_sup_set之间的差值得到过冷度差值e_sup。根据空气处理机组当前实际过冷度差值和上一过冷度差值，计算得到过冷度差值变化率ec_sup。

s500根据过冷度差值和过冷度差值变化率，查询对应的模糊控制表得到对应的控制量，根据控制量控制空气处理机组的运行参数。

具体的，定义控制区间：e_sup≥setc_a为区间a，setc_a＞e_sup＞setc_b时区间b，e_sup≥setc_b时区间c。当空气处理机组当前运行在区间a时，定义此区间内的控制周期为ta；当空气处理机组当前运行在区间b时，定义此区间内的控制周期为tb；当空气处理机组当前运行在区间c时，定义此区间内的控制周期为tc。其中控制周期ta、tb和tc及区间a、b、c的阈值setc_a和setc_b都可以根据实验室测试情况进行在线修改。各区间内的控制算法以过冷度差值e_sup为第一输入变量，过冷度差值变化率ec_sup为第二输入变量，根据第一输入变量和第二输入变量查询模糊控制表，最后根据查询得出的输出值得出冷凝器电子膨胀阀的最终开度即控制量，进而根据最终开度调节电子膨胀阀的步数，从而控制空气处理机组的运行参数。

本实施例中，能够适用于不同空气处理机组，并且稳态误差处理良好，提升过冷度控制响应速率和精度。

本发明的一个实施例，如图2所示，一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法，包括：

s110获取空气处理机组的室外压缩机所对应排气压力值，并计算排气压力值对应的饱和温度；

s120获取空气处理机组的冷凝器所对应出口温度；

s130根据饱和温度和出口温度计算得到实际过冷度；

具体的，获取空气处理机组压缩机排气压力值p并计算其对应的饱和温度h_sat，获取空气处理机组冷凝器出口温度t_con，根据饱和温度h_sat和出口温度t_con计算得出实际过冷度t_sup。

s200获取目标过冷度；

s300根据实际过冷度和目标过冷度，计算得到过冷度差值；

s400根据过冷度差值计算得到过冷度差值变化率；

s510生成对应的模糊控制表；

s520根据过冷度差值确定对应的目标控制周期，查询与目标控制周期匹配的目标模糊控制表；

s530根据过冷度差值和过冷度差值变化率查询目标模糊控制表得到对应的输出值，根据输出值得到对应的开度控制量；

s540根据开度控制量控制电子膨胀阀的工作状态，从而控制空气处理机组的过冷度。

具体的，生成模糊控制表后，根据过冷度差值e_sup查找上述实施例设定的控制周期(ta、tb、tc)，查找出与过冷度差值e_sup匹配的目标控制周期，并根据目标控制周期查询目标模糊控制表，最终得到冷凝器电子膨胀阀的开度控制量。

本实施例中，能够适用于不同空气处理机组，并且稳态误差处理良好，提升过冷度控制响应速率和精度。

本发明的一个实施例，如图3所示，一种应用于空气处理机组的过冷度控制方法，包括：

s100计算获取空气处理机组的实际过冷度；

s200获取目标过冷度；

s300根据实际过冷度和目标过冷度，计算得到过冷度差值；

s400根据过冷度差值计算得到过冷度差值变化率；

s511获取过冷度差值变化范围，并设置其对应的第一模糊语言集；

具体的，1、定义空气处理机组过冷度差值e_sup为目标过冷度t_sup_set与实际过冷度t_sup的差值，过冷度差值e_sup的变化范围为[-3℃，3℃]。

当e_sup>3℃时，表明实际过冷度t_sup比设定的目标过冷度t_sup_set最大值大，则此时应该增大冷凝器电子膨胀阀开度u_exv，并且其控制执行周期tc应减短，从而使实际过冷度快速降低至目标过冷度；

当e_sup<-3℃时，表明当前实际过冷度t_sup比设定的目标过冷度t_sup_set最小值小，则此时应该减小冷凝器电子膨胀阀开度u_exv，并且其控制执行周期ta应增大，从而使实际过冷度快速升至目标过冷度；

当-1℃≤e_sup≤1℃时，表明当前实际过冷度t_sup与设定的目标过冷度t_sup_set相当，则此时较小增益的调节冷凝器电子膨胀阀开度u_exv，其控制执行周期tb也应适中，从而使实际过冷度稳定至目标过冷度。

如下为空气处理机组过冷度差值e_sup的模糊语言定义。空气处理机组过冷度差值e_sup与冷凝器电子膨胀阀开度u_exv成正比，与控制执行周期tc成反比。

根据过冷度差值变化范围设置对应的第一模糊语言集，第一模糊语言集包括{nb：e_sup<-3℃；

nm：-3℃<e_sup<-1℃；

zo：-1℃<e_sup<1℃；

pm：1℃<e_sup<3℃；

pb：3℃<e_sup。}

s512获取过冷度差值变化率变化范围，并设置其对应的第二模糊语言集；

具体的，定义空气处理机组变周期过冷度差值变化率ec_sup为当前周期的过冷度差值e_sup和上一周期的过冷度差值e_sup的代数差，其范围是[-4℃，4℃]。

当ec_sup>4℃时，表明当前实际过冷度t_sup变化增速较快，则此时应该根据冷度差值e_sup决定增大或减小冷凝器电子膨胀阀开度u_exv；

当ec_sup<-4℃时，表明当前实际过冷度t_sup变化减速较快，则此时应该根据冷度差值e_sup决定增大或减小冷凝器电子膨胀阀开度u_exv；当并且其控制执行周期ta应增大，从而使实际过冷度快速升至目标过冷度；

当-1℃≤ec_sup≤1℃时，表明当前过冷度差值变化率适中。

根据过冷度差值变化率变化范围设置对应的第二模糊语言集，第二模糊语言集包括{nb：ec_sup<-4℃；

nm：-4℃<ec_sup<-1.5℃；

zo：-1.5℃<ec_sup<1.5℃；

pm：1.5℃<ec_sup<4℃；

pb：4℃<ec_sup。}。

s513获取电子膨胀阀的开度变化范围，并设置其对应的第三模糊语言集；

具体的，设定电子膨胀阀每周期动作步数u_exv的范围，即开度变化范围为[-15，15]，根据电子膨胀阀的开度变化范围设置对应的第三模糊语言集，第三模糊语言集包括{nb：-15；nm：-8；zo：0；pm：8；pb：15；}。

s514根据控制规则和第一模糊语言集、第二模糊语言集、第三模糊语言集，生成对应的模糊控制表；

s520根据过冷度差值确定对应的目标控制周期，查询与目标控制周期匹配的目标模糊控制表；

s530根据过冷度差值和过冷度差值变化率查询目标模糊控制表得到对应的输出值，根据输出值得到对应的开度控制量；

s540根据开度控制量控制电子膨胀阀的工作状态，从而控制空气处理机组的过冷度。

具体的，过冷度差值e_sup和过冷度差值变化率ec_sup应遵循如下的控制规则规则：当过冷度差值e_sup较大时，此时u_exv也应相应增大或减小，使系统快速响应；当过冷度差值e_sup较小时，此时u_exv也应较小，避免系统大范围波动，提高系统安全性；当过冷度差值e_sup适中时，此时u_exv也应适中，避免系统频繁波动，使系统趋于稳定。根据上述控制规则、第一模糊语言集、第二模糊语言集、第三模糊语言集及经验得出模糊控制表，模糊控制表如表1所示：

表1-模糊控制表

本实施例中，根据上述方式获取到过冷度差值e_sup和过冷度差值变化率ec_sup后，首先，根据过冷度差值e_sup进行划分区间得到对应的控制周期，然后，根据实时测量计算得到的当前过冷度差值e_sup查找与之匹配的目标控制周期，进而根据目标控制周期查找对应的目标模糊控制表，然后，根据过冷度差值e_sup以及过冷度差值变化率ec_sup，从目标模糊控制表中查找与输入变量(即第一输入变量：过冷度差值e_sup，以及第二输入变量：过冷度差值变化率ec_sup)对应的输出值，查询目标模糊控制表得到与输入变量匹配的输出值为u_exv，然后，根据当前时刻电子膨胀阀的开度值以及查询目标模糊控制表得出的输出值u_exv进行计算得到电子膨胀阀的开度控制量，从而根据开度控制量控制电子膨胀阀的工作状态，达到控制空气处理机组的过冷度的目的。

本发明根据实际过冷度的偏差范围划分控制周期对应的区间，根据各自控制周期和区间内空气处理机组的系统运行特性，结合生成的模糊控制表实现对空气处理机组过冷度的快速稳定控制，工程实现简单易行。

本发明的一个实施例，如图4所示，一种应用于空气处理机组的过冷度控制系统，包括：

实际过冷度获取模块10，用于计算获取空气处理机组的实际过冷度；

目标过冷度设置模块20，用于获取目标过冷度；

过冷度差值计算模块30，用于根据实际过冷度和目标过冷度，计算得到过冷度差值；

过冷度差值变化率计算模块40，用于根据过冷度差值计算得到过冷度差值变化率；

模糊控制模块50，用于根据过冷度差值和过冷度差值变化率，查询对应的模糊控制表得到对应的控制量，根据控制量控制空气处理机组的运行参数。

基于前述实施例，实际过冷度获取模块10包括：

饱和温度获取单元，用于获取空气处理机组的室外压缩机所对应排气压力值，并计算排气压力值对应的饱和温度；

出口温度获取单元，用于获取空气处理机组的冷凝器所对应出口温度；

实际过冷度获取单元，用于根据饱和温度和出口温度计算得到实际过冷度。

基于前述实施例，模糊控制模块50包括：

模糊控制表生成单元，用于生成对应的模糊控制表；

模糊控制表查询单元，用于根据过冷度差值确定对应的目标控制周期，查询与目标控制周期匹配的目标模糊控制表；

开度控制量查询单元，用于根据过冷度差值和过冷度差值变化率查询目标模糊控制表得到对应的输出值，根据输出值得到对应的开度控制量；

模糊控制单元，用于根据开度控制量控制电子膨胀阀的工作状态，从而控制空气处理机组的过冷度。

基于前述实施例，模糊控制表生成单元包括：

第一获取子单元，用于获取过冷度差值变化范围，并设置其对应的第一模糊语言集；

第二获取子单元，用于获取过冷度差值变化率变化范围，并设置其对应的第二模糊语言集；

第三获取子单元，用于获取电子膨胀阀的开度变化范围，并设置其对应的第三模糊语言集；

模糊控制表生成子单元，用于根据控制规则和第一模糊语言集、第二模糊语言集、第三模糊语言集，生成对应的模糊控制表。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的装置实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。