[發明專利]一種太陽能電池板自動清理的控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010159555.6
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111327264B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 馬昕霞;劉棟;劉佳豪;陳凌沖;朱泊旭;李建濤;黃鳴;李永光
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02S40/10
• 分類號: H02S40/10;H02S40/12;B08B3/02;G05B11/42;G05D16/02;G05D16/20;H02P27/04
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 宋華

1.一種太陽能電池板自動清理的控制方法，其特征在于：包括，

儲水裝置提供水源；

利用高壓水泵抽取所述儲水裝置中的水產生增壓水流；

將增壓水流輸送至壓力設定裝置進行壓力設定；

設壓后水流經過手動節流閥，再通過多通管路輸送到搖臂式噴頭；

所述搖臂式噴頭輸出高壓水流對太陽能電池板進行自動清理；

所述高壓水泵包括采用如下控制步驟，

所述壓力設定裝置設定供水壓力值；

所述壓力值傳輸給PLC，由PLC傳送信號給控制器；

變頻器根據控制器進行頻率控制；

利用所述變頻器調節頻率改變高壓水泵的轉速，使高壓水泵的輸出壓力在滿足供水需求的前提下，始終相對穩定的運行，即高壓水泵的柱塞在柱塞套內進行正常地往復運動；

所述控制器包括恒壓控制和變壓控制，還包括以下步驟，

定義參數并構建控制器模型：

式中K_p為比例系數、L_i為積分時間常數、L_d為微分時間常數，控制器的控制參數包括比例系數K_p、微分系數K_i和積分系數K_d；G_PID(s)為所述控制器模型，s為控制器模型輸入的拉普拉斯變換；

對所述參數進行優化整定，采用誤差絕對值的時間積分性能指標作為最小目標函數，引入控制輸入平方項u²(t)：

假定在維度為D的空間中有S個搜尋個體，則個體i所處的位置為：

X_i＝[x_i1，x_i2，…，x_iD]^T

設定個體維度為3，實現對PID控制器參數進行優化整定；

獲取滿意的控制過程動態特性；

采用誤差絕對值的時間積分性能指標作為最小目標函數，并引入控制輸入平方項，建立并得到如下目標函數：

式中ζ₁、ζ₂、ζ₃為權值系數，e(t)為自身控制誤差，且ζ₃＞＞ζ₁，即

2.如權利要求1所述的太陽能電池板自動清理的控制方法，其特征在于：所述控制器模型包括優化搜索方向確定的步驟，

建立目標函數值和步長之間的聯系；

搜索步長表示為：

式中α_ij為j維搜索空間的搜索步長、δ_ij為高斯隸屬函數參數、u_ij為j維搜索空間目標函數值i的隸屬值；

確定搜索方向為：

d_i，pro為搜尋個體預動方向、d_i，ego為搜尋個體利己方向、d_i，alt為搜尋個體利他方向、ω慣性權值、和為常數項。

3.如權利要求2所述的太陽能電池板自動清理的控制方法，其特征在于：優化流程包括以下步驟，

初始化每個搜索者的個體位置，隨機產生初始位置矩陣；

根據適應性函數計算搜索個體的適應度值；

當前每個搜索者個體位置與其歷史最佳位置進行比較，選擇和保留最優個體位置參數進行更新；

以當前搜索個體更好作為最優位置為結束條件；

進行更新替換，直至結束。

4.如權利要求3所述的太陽能電池板自動清理的控制方法，其特征在于：所述高壓水泵包括定義流量、揚程和功率的如下關系，

式中n₀為電機額定轉速、n為運行轉速、Q₀為額定轉速時的流量、Q為轉速n時的流量、H₀為額定轉速下的水泵揚程、H為轉速n時的水泵揚程、p₀為額定轉速下水泵所做的功率，p為轉速為n時的功率。

5.如權利要求4所述的太陽能電池板自動清理的控制方法，其特征在于：構建包括所述高壓水泵和所述變頻器的供水系統，包括以下步驟，

高壓水泵傳遞函數G₁(s)定義如下：

式中T₁為慣性環節時間常數、k₁為增益、τ為滯后系數；

電機頻率與轉子速度的傳遞函數G₂(s)如下：

式中ω為轉子速度，ω₀為轉子初始速度；T_d為微分時間常數；則供水系統的初始傳遞函數G₃(s)為：

增加補償項G₀(s)，得到供水系統的補償傳遞函數G(s)如下式：

式中K為系統的總增益。