[發明專利]一種中央空調伺服水泵循環節能控制系統

有效

• 申請號: 201810791872.2
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109114776B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 丁長志;汪楠楠;李生輝
• 申請（專利權）人: 寧波高新區安立特電氣科技有限公司
• 主分類號: F24F11/89
• 分類號: F24F11/89
• 代理公司: 11508 北京維正專利代理有限公司
• 代理人: 黃勇<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種中央空調伺服水泵循環節能控制系統，包括安裝于水管上且用于調節水流速和壓力從而調節熱交換速度的水泵(1)，其特征是：還包括：

主控終端(2)，用于進行數據的存儲以及數據處理；

伺服電機(3)，與水泵(1)連接且用于驅動水泵(1)進行運行；

溫度傳感器(4)，安裝于水管上且用于將水管內水的物理量轉換為溫度檢測信號并實時上傳至主控終端(2)；

驅動器(5)，與主控終端(2)連接且用于輸出驅動信號至伺服電機(3)；

旋轉編碼器(6)，與驅動器(5)連接且用于接收伺服電機(3)的旋轉速度與扭矩狀態并輸出旋轉檢測信號；

所述主控終端(2)預設有水管工作時的溫度基準信號，所述主控終端(2)接收當前的溫度檢測信號并與溫度基準信號進行對比并通過模糊算法計算出相對應的輸出頻率至驅動器(5)；

模糊算法通過以下方式進行實現：

P1、選擇觀測量和控制量；

選擇偏差e，即目標基準溫度和當前溫度的差值作為觀察量，選輸出頻率u為控制量；

P2、輸入量和輸出量的模糊化；

輸入量的模糊化：將偏差e劃分為5個模糊集，負大(NB)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)，e為負表示當前溫度低于目標水位，e為正表示當前溫度高于目標溫度，設定e的取值范圍為[-3，3]，計算出隸屬度函數與偏差e對應的模糊表；

輸出量的模糊化：將控制量u劃分為5個模糊集，負大(NB)、負小(NS)、零(ZO)、正小(PS)、正大(PB)，u為負表示增大進水閥門S1的開度，同時減小出水閥門S2的開度，u為正表示減小進水閥門S1的開度，同時增大出水閥門S2的開度；設定u的取值范圍為[-4，4]，計算出隸屬度函數與控制量u對應的模糊表；

P3、制定模糊規則；

若e負大，則u負大；

若e負小，則u負小；

若e為零，則u為零；

若e正小，則u正小；

若e正大，則u正大；

將上述用語言描述的規則轉化為“IF A THEN B”；

P4、求解模糊關系；

根據制定的模糊規則，通過模糊集合運算，得到模糊關系集合R；

且規則如下：

IF NBe THEN NBu；

IF NSe THEN NSu；

IF ZOe THEN ZOu；

IF PSe THEN PSu；

IF PBe THEN PBu；

P5、進行模糊決策；

最終獲得的控制量u即為模糊控制的輸出，u可由偏差矩陣e和模糊關系矩陣R合成得到，即，u=eR；

P6、控制量的反模糊化；

模糊決策得到的控制量u是一個矩陣，將u解釋為實際中的特定行為，即反模糊化操作；

反模糊化方法有包括最大隸屬度法、重心法、加權平均法；

P7、matlab實現；

在matlab模糊控制工具箱中可以直接實現了P4-P6步求解矩陣運算的操作，調用evalfis函數得到相應的決策控制量；

通過matlab集成的模糊控制模塊，得出應偏差e和控制量u的關系，并可以調節e在不同值下u的對應輸出；

且預存有Matlab程序；

所述驅動器(5)中預設有與接收到的輸出頻率相對應的轉速數據、扭矩數據，當旋轉檢測信號大于轉速數據、扭矩數據時，所述驅動器(5)控制伺服電機(3)以實現減速和降低扭矩；當旋轉檢測信號小于轉速數據、扭矩數據時，所述驅動器(5)控制伺服電機(3)以實現提速和增加扭矩；當旋轉檢測信號等于轉速數據、扭矩數據時，所述驅動器(5)控制伺服電機(3)以實現保持當前轉速；

還包括與主控終端(2)連接且用于對當前時間節點的溫度檢測信號進行記錄的時間模塊(15)，

當中央空調啟動時，所述時間模塊(15)根據溫度檢測信號調取主控終端(2)于該時間節點的輸出頻率，并控制驅動器(5)對伺服電機(3)進行驅動，以實現啟動水泵(1)；

壓力傳感器(9)，安裝于水管上且用于將水管內的壓力物理量轉換為壓力檢測信號；

第一壓力指示模塊(10)，與主控終端(2)連接且用于對當前壓力檢測信號所對應的壓力進行指示；

第二壓力指示模塊(11)，與主控終端(2)連接且用于對當前壓力檢測信號所對應的壓力進行指示；

所述主控終端(2)中預設有水管工作時的壓力基準信號，當壓力檢測信號大于壓力基準信號時，所述第一壓力指示模塊(10)以實現指示；當壓力檢測信號小于壓力基準信號時，所述第二壓力指示模塊(11)以實現指示；當壓力檢測信號與壓力基準信號一致時，所述第一壓力指示模塊(10)與第二壓力指示模塊(11)均不指示；

所述主控終端(2)中預設有與最高安全溫度值相對應的安全溫度信號，當溫度檢測信號大于安全溫度信號時，所述主控終端(2)控制控制中央空調停止工作；

還包括與主控終端(2)連接的安全提示模塊(17)，當壓力檢測信號大于安全壓力信號時，或溫度檢測信號大于安全溫度信號時，所述安全提示模塊(17)于當前伺服電機(3)所在的位置發出定位信號至主控終端(2)；

所述主控終端(2)于電子地圖上顯示該定位信號；

還包括：

水流量計(12)，安裝于水管上且用于將水管內的流量轉換為流量檢測信號，

第一流量指示模塊(13)，與主控終端(2)連接且用于對當前流量檢測信號所對應的流量進行指示；

第二流量指示模塊(14)，與主控終端(2)連接且用于對當前流量檢測信號所對應的流量進行指示；

所述主控終端(2)中預設有水管工作時的流量基準信號，當流量檢測信號大于流量基準信號時，所述第一流量指示模塊(13)以實現指示；當流量檢測信號小于流量基準信號時，所述第二流量指示模塊(14)以實現指示；當流量檢測信號與流量基準信號一致時，所述第一流量指示模塊(13)與第二流量指示模塊(14)均不指示。