[發(fā)明專利]大功率海島特種電源模塊散熱裝置及其溫度控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810311784.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN108509738A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅安;周芊帆;何志興;陳燕東;戴瑜興;周樂明;徐千鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);王娟

1.一種大功率海島特種電源模塊散熱裝置，其特征在于，包括外殼(1)；所述外殼(1)內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)冷卻風(fēng)道(2)，且所述至少兩個(gè)冷卻風(fēng)道(2)將所述外殼(1)的內(nèi)部空間分隔為至少三個(gè)空間，每個(gè)所述空間內(nèi)均安裝有發(fā)熱元器件(6)和用于測(cè)量所述發(fā)熱元器件(6)的多個(gè)溫度傳感器(7)；每個(gè)外殼(1)內(nèi)安裝有內(nèi)部風(fēng)扇(5)；所述冷卻風(fēng)道(2)至少一端安裝有冷卻風(fēng)風(fēng)扇(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率海島特種電源模塊散熱裝置，其特征在于，所有溫度傳感器均與主控模塊電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率海島特種電源模塊散熱裝置，其特征在于，針對(duì)大功率海島特種電源特定結(jié)構(gòu)搭建熱耦合模型，同時(shí)，采取粒子群算法對(duì)熱耦合模型進(jìn)行優(yōu)化處理，針對(duì)熱耦合模型對(duì)熱量集中部位進(jìn)行溫度監(jiān)控，進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)。

4.熱耦合模型根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率海島特種電源模塊散熱裝置，其特征在于，所述冷卻風(fēng)道(2)外表面均勻設(shè)置多根散熱管(4)。

5.一種大功率海島特種電源模塊散熱裝置的溫度控制方法，其特征在于，通過尋求目標(biāo)函數(shù)J(x(k),U_k)的最小值，求解在k時(shí)刻對(duì)于預(yù)測(cè)系統(tǒng)的最優(yōu)控制輸入U(xiǎn)_k(k)，從而獲得k+1時(shí)刻的狀態(tài)溫度；其中，目標(biāo)函數(shù)J(x(k),U_k)的表達(dá)式為：

其中，為k+s時(shí)刻預(yù)測(cè)的模型系統(tǒng)輸出量，T_O(k+s)為k+s時(shí)刻所設(shè)定的目標(biāo)溫度，γ_y，γ_u為調(diào)節(jié)因子，γ_y＝150，γ_u＝0.1；N_p，N_c分別表示系統(tǒng)的預(yù)測(cè)時(shí)域和控制時(shí)域分段數(shù)，Np≥Nc≥1；為k+s時(shí)刻對(duì)于預(yù)測(cè)系統(tǒng)的最優(yōu)控制輸入。

6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度控制方法，其特征在于，目標(biāo)函數(shù)J(x(k),U_k)的最小值的求解過程包括以下步驟：

1)設(shè)定目標(biāo)溫度T₀，采樣初始狀態(tài)k時(shí)刻外殼內(nèi)溫度T_n(k)，采樣空氣溫度，初始化粒子群，給定加速度權(quán)重系數(shù)c₁、c₂，c₁＝c₂＝2，以及慣性權(quán)重w；

2)隨機(jī)采樣獲得20組輸入量q＝1,2,……20，對(duì)于每一組得到其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變量這里，q表示粒子群中的第q組輸入控制量粒子，t表示粒子初始迭代步數(shù)；粒子為5維粒子，代表5個(gè)風(fēng)扇的獨(dú)立控制量；所述5個(gè)風(fēng)扇包括4個(gè)冷卻風(fēng)風(fēng)扇和1個(gè)內(nèi)部風(fēng)扇；

3)初始化速度利用所述目標(biāo)函數(shù)J(x(k),U_k)得到種群的粒子最優(yōu)P_j以及全局最優(yōu)P_g；

4)利用下述粒子群更新公式，對(duì)粒子進(jìn)行速度更新以及位置更新：

在第t次迭代中，P_j^t指每個(gè)粒子的歷史最佳位置，P_g^t指群體歷史最佳位置，L_j^t為第j個(gè)粒子的位置，V_j^t為第j個(gè)粒子的移動(dòng)速度，r₁、r₂是在范圍[0,1]中的隨機(jī)數(shù)，引入不確定因素；

5)計(jì)算每一組對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變量計(jì)算更新后粒子的目標(biāo)函數(shù)值并判斷是否更新粒子最優(yōu)P_j以及全局最優(yōu)P_g；若達(dá)到設(shè)定的最大迭代次數(shù)，則步驟6)；否則，迭代次數(shù)t的值加1；

6)通過上述步驟獲得非線性系統(tǒng)在k時(shí)刻的優(yōu)化控制輸入qx指最優(yōu)狀態(tài)的粒子組數(shù)，即為最優(yōu)解矩陣將最優(yōu)解矩陣中的第一個(gè)元素作用于預(yù)測(cè)系統(tǒng)；

7)在k+1時(shí)刻，返回步驟1)。