[發(fā)明專利]利用行車系統(tǒng)進行熱追蹤的節(jié)能加熱系統(tǒng)及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810824961.2 | 申請日： | 2018-07-25 |
| 公開（公告）號： | CN108954489B | 公開（公告）日： | 2021-12-28 |
| 發(fā)明（設計）人： | 單曉杭 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州研泰機電設備有限公司 |
| 主分類號： | F24D19/10 | 分類號： | F24D19/10 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 310000 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 利用 行車 系統(tǒng) 進行 追蹤 節(jié)能 加熱 方法 | ||
1.一種利用行車系統(tǒng)進行熱追蹤的節(jié)能加熱方法，其特征在于：包括如下步驟：定位裝置實時對目標進行定位，將位置信息發(fā)送給協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)目標的位置信息控制需要工作的一個或者幾個加熱裝置運動到指定位置；溫度測量裝置實時測量目標周圍環(huán)境溫度，將溫度信息發(fā)送給協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)當前溫度調(diào)整加熱裝置的工作功率；
所述定位裝置采用超寬帶技術(shù)即UWB技術(shù)進行定位，定位裝置通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)；定位裝置包括標簽、錨點和定位服務器，標簽是移動且坐標未知的待定位的目標，錨點是自身位置或者絕對坐標已知的節(jié)點，包括若干個從錨點和主錨點，從錨點直接和標簽通信完成測距過程，主錨點負責收集從錨點的測距結(jié)果，對無效結(jié)果進行濾除，并初步數(shù)據(jù)整理后發(fā)送給定位服務器進行定位計算，并發(fā)送時間校準包給從錨點以進行同步；定位服務器通過主錨點發(fā)送的測距信息計算定位結(jié)果；
所述溫度測量裝置采用紅外輻射測溫法的非接觸測量法對目標環(huán)境溫度進行測量，將紅外溫度傳感器裝在既能在水平面上旋轉(zhuǎn)又能在鉛垂面上旋轉(zhuǎn)的全方位的云臺上，使用電機控制云臺轉(zhuǎn)動并在能旋轉(zhuǎn)的兩個方向上裝上編碼器，水平面上的編碼器能夠獲得紅外傳感器在水平面上的方向與正北的夾角，鉛垂面上的編碼器能夠獲得紅外傳感器的方向與鉛垂線之間的夾角，當需要調(diào)整紅外傳感器方向使其正對某個位置時，需要調(diào)整紅外傳感器的方向與鉛垂線之間的夾角和在水平面上的方向與正北的夾角，即控制電機使水平面和鉛垂面上的兩個編碼器的輸出達到一定值；
所述加熱裝置為紅外燈或熱風口，加熱裝置運動方式為平動需要在一定高度處鋪設軌道，軌道可分為主軌道和次軌道，次軌道裝有電機和輪子，可在主軌道上運動；每條次軌道上有兩個加熱裝置，加熱裝置底部裝有電機和輪子，加熱裝置能夠在次軌道上運動；當需要對某個位置進行加熱時，加熱裝置在次軌道上運動，次軌道在主軌道上運動，按照需要將加熱裝置移動到指定位置進行加熱；
次軌道的工作順序依次是第一次軌道，第二次軌道，第三次軌道，第四次軌道和第五次軌道，第一次軌道到第五次軌道上的加熱裝置依次負責給區(qū)域中最北邊的位置到區(qū)域中最南邊的位置供熱；
當加熱裝置為紅外燈時，某點接收到的紅外燈輻射照度值q與該點到紅外燈軸線距離r和加熱電流I有關(guān)，某點處接收到的紅外燈輻射照度值：
q＝f(r,I)；
當加熱裝置為熱風口時，某點接收到的單位面積加熱功率P與該點到熱風口的距離l，出風速度v和出風溫度t有關(guān)，某點處接收的單位面積加熱功率：
p＝f(l,v,t)；
協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的作用是接收位置信息和溫度信息，制定控制策略控制相應的加熱裝置給目標供熱；當一個或多個目標處于加熱區(qū)域中時，需要使各個目標處的輻射照度值或單位面積加熱功率達到一定值；當有區(qū)域中有m個目標時，為了達到供熱要求，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)制定控制策略，并將控制策略傳給需要工作的加熱裝置；控制策略包括控制哪幾個加熱裝置工作和加熱裝置以多大的功率進行加熱；
具體的控制策略如下：在存在多個移動的加熱裝置時，具體加熱裝置的供熱數(shù)量及每個加熱裝置的供熱熱量的選擇如下：假設有n個加熱裝置，加熱裝置的編號分別為：1,…,n；選擇其中的m個加熱裝置移動到m個指定的位置，這些位置的編號分別位為：1,…,m，其中m≤n，第i個加熱裝置移動到位置j的移動成本為cij；xij為決策變量，0或1中0表示第i加熱裝置移到位置j；約束條件為xij＝0 or 1，其中為目標函數(shù)，即最小化總移到成本；表示移到每個位置到加熱裝置到數(shù)量為1；表示每個加熱裝置最多只能移到一個指定位置，xij＝0 or 1表示決策變量的取值范圍；具體步驟如下：
Step1：對每個加熱裝置i計算根據(jù)的值從小到大重新排列對應決策變量xi，其中的值最小的xi變?yōu)閤1，值最大的xi變?yōu)閤n，決策方案用一個二進制數(shù)X＝(x1x2…xn)2表示，如X＝(00…01)2表示重新排列后的第n個加熱裝置打開，其余的關(guān)閉；
Step2：設Y＝∞，當前采取的方案為X＝(x1x2…xn)2＝(00…1)2；根據(jù)Qj的值從大到小對其約束條件進行排序，即Qj值最大的設為第一個約束，次大的設為第二個約束，…，最小的設為最后一個約束；
Step3：計算當前方案的目標函數(shù)值如目標函數(shù)值小于Y，則設置第一個約束為當前約束，否則轉(zhuǎn)到Step6；
Step4：根據(jù)當前方案X＝(x1x2…xn)2判斷當前約束條件是否滿足，如果滿足則轉(zhuǎn)到Step5，否則轉(zhuǎn)到Step6；
Step5：判斷是否還有約束沒有檢查，如有則取下一個約束作為當前約束，轉(zhuǎn)到Step4；否則更新最優(yōu)決策方案為當前方案X，令Y為當前決策方案X的目標函數(shù)值，轉(zhuǎn)到Step6；
Step6：判斷X+1≤(11…1)2是否滿足，如滿足則取下一個方案，即令X＝X+1作為當前方案，轉(zhuǎn)到Step3；否則轉(zhuǎn)到Step7；
Step7：算法結(jié)束，輸出最優(yōu)決策方案及對應的最優(yōu)值Y，若Y＝∞，則表明問題無可行解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用行車系統(tǒng)進行熱追蹤的節(jié)能加熱方法，其特征在于：使用到達時間差定位算法即TDOA定位算法作為整個定位裝置的核心算法，TDOA定位算法是通過一種數(shù)學模型建立起來求解的，它主要利用的是數(shù)學中雙曲線的特性，當存在兩個定點的時候，另外一個動點會在以這兩個定點為焦點的雙曲線上，當同時存在這樣的兩組或者多組這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時候，這些雙曲線的交點就是要求的目標物體的位置。
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