[發(fā)明專利]基于極點配置和帕德近似的空調(diào)系統(tǒng)溫度控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810179655.8
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108489015B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 朱其新;何天磊;劉紅俐
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: F24F11/63
• 分類號: F24F11/63
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 朱琳

1.一種基于極點配置和帕德近似的空調(diào)系統(tǒng)溫度控制方法，其特征在于，空調(diào)系統(tǒng)溫度控制模型表示為：

其中，G₁(s)表示被控溫度對象的傳遞函數(shù)，T為被控溫度對象的時間常數(shù)，K為放大系數(shù)，τ為溫度對象的延遲時間，s為被控的溫度對象的值；

e^-τs采用帕德近似算法，其表達式為：

其中，1，k的值越大，近似就越精確；當1＝k時，一階的表達式為，

e^-τs≈(2-τs)/(2+τs) (3)

由(1)和(3)得到此時被控溫度對象傳遞函數(shù)，

其中，G₁(s)表示被控溫度對象的傳遞函數(shù)，G₂(s)表示設計的控制器；用G_p(s)表示溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，顯然有

由(4)式可知被控對象的傳遞函數(shù)為一個二階模型，在空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)采用PID控制器，用G₂(s)表示，則

其中K_p、K_d、K_i為PID控制器的三個控制參數(shù)；

根據(jù)公式(4)和(6)可得，

根據(jù)公式(5)和(7)易得，

則用于控制空調(diào)系統(tǒng)溫度的空調(diào)溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征方程為：(Tτ-KτK_d)s³+(2T+τ+2KK_d-KτK_p)s²+(2+2KK_p-KτK_i)s+2K_i＝0；

當所述特征方程求解得到的特征根中有一對共軛極點，還有一個為平面直角坐標系中s軸的負半軸上的實數(shù)極點時：

(s²+2ω_nξs+ω_n²)(s+ω_o)＝0，其中ω_n為系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率，ξ為阻尼比，ω₀為實數(shù)極點離平面直角坐標系中坐標原點的距離；

由于s³+(2ω_nξ+ω_o)s²+(2ω_nξω_o+ω_n²)s+(ω_n²ω_o)＝(Tτ-KτK_d)s³+(2T+τ+2KK_d-KτK_p)s²+(2+2KK_p-KτK_i)s+2K_i＝0，因此

K_i＝(ω_n²ω_oTτ--ω_n²ω_oKτK_d)/2，K_p＝(2T+τ+(2+2ω_nξKτ+ω_oKτ)K_d-ω_oTτ--2ω_nξTτ)/Kτ。

2.如權利要求1所述的基于極點配置和帕德近似的空調(diào)系統(tǒng)溫度控制方法，其特征在于，ξ的取值范圍為[0.6，0.8]。

3.如權利要求2所述的基于極點配置和帕德近似的空調(diào)系統(tǒng)溫度控制方法，其特征在于，ξ為0.707。