本發明涉及建筑節能領域,涉及一種溫度控制方法。
背景技術:
溫度控制方法的設計依據是目前居民小區采取分戶供熱計量的方式,根據每家每戶的熱量計量表來收取供熱費用基于這方面考慮,為了合理、節約用能和節省用戶暖開支,設計了一種控制方法來作為溫度控制機械的中心處理方法,從而達到溫度控制的目的。
技術實現要素:
有鑒于此,本發明提供一種解決或部分解決上述問題的一種溫度控制方法。
為達到上述技術方案的效果,本發明的技術方案為:一種溫度控制方法,核心為溫度控制模型;
而且,溫度控制模型為一個線性調節器,它根據設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差經過積分、微分后,再通過線性組合構成控制量,對控制對象進行控制,溫度控制模型的計算公式如下:
其中,t為溫度控制模型的當前時間,u(t)為溫度控制模型的輸出,e(t)為溫度控制模型的輸入,即為設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差,r1為積分時間常數,r2為微分時間常數;
e(t)與溫度控制模型的控制偏差相關,它的值越大,調節時間越短,溫度控制模型的控制偏差越小;
r1∫e(t)dt為了消除溫度控制模型的偏差,它的值越大,其的積分作用越弱,有利于對溫度控制模型進行參數項的調節;
的作用為感知偏差變化趨勢,微分時間常數越大,抑制溫度控制模型的變化的作用越強,反之,越弱;
而且,溫度控制模型的計算公式在確定后,需要對其進行調節,調節的過程為:
第一步:比例整定,首先將積分時間常數和微分系數取零,即取消微分和積分作用,采用純比例控制,并且將純比例控制的比例系數由小到大變化,由此觀察溫度控制模型的輸出,直至溫度控制模型的輸出趨向穩定,確定純比例控制的比例系數;
第二步:積分整定,將積分時間常數由小逐漸增加,積分作用就逐漸增強,觀察溫度控制模型的輸出會發現,溫度控制模型的靜差會逐漸減少直至消除,反復作用幾次,直到消除溫度控制模型的靜差的速度滿意為止;
第三步:微分整定,將微分時間常數從零逐漸增加,觀察超調量的穩定性,同時相應地微調積分時間常數,逐步微調,直到超調量趨向穩定為止。
本發明的有益成果是:本發明從數學的角度進行溫度控制方法的認定,通過數學模型的建立,對其中涉及的參數的限定,嚴格地將數學模型的框架確定下來,以保證溫度控制方法的完整性以及有效性。
具體實施方式
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白,以下結合實施例,對本發明進行詳細的說明。應當說明的是,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明,能實現同樣功能的產品屬于等同替換和改進,均包含在本發明的保護范圍之內。具體方法如下:
實施例1:一種溫度控制方法,核心為溫度控制模型;
而且,溫度控制模型為一個線性調節器,它根據設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差經過積分、微分后,再通過線性組合構成控制量,對控制對象進行控制,溫度控制模型的計算公式如下:
其中,t為溫度控制模型的當前時間,u(t)為溫度控制模型的輸出,e(t)為溫度控制模型的輸入,即為設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差,r1為積分時間常數,r2為微分時間常數;
e(t)與溫度控制模型的控制偏差相關,它的值越大,調節時間越短,溫度控制模型的控制偏差越小;
r1∫e(t)dt為了消除溫度控制模型的偏差,它的值越大,其的積分作用越弱,有利于對溫度控制模型進行參數項的調節;
的作用為感知偏差變化趨勢,微分時間常數越大,抑制溫度控制模型的變化的作用越強,反之,越弱;
而且,溫度控制模型的計算公式在確定后,需要對其進行調節,調節的過程為:
第一步:比例整定,首先將積分時間常數和微分系數取零,即取消微分和積分作用,采用純比例控制,并且將純比例控制的比例系數由小到大變化,由此觀察溫度控制模型的輸出,直至溫度控制模型的輸出趨向穩定,確定純比例控制的比例系數;
第二步:積分整定,將積分時間常數由小逐漸增加,積分作用就逐漸增強,觀察溫度控制模型的輸出會發現,溫度控制模型的靜差會逐漸減少直至消除,反復作用幾次,直到消除溫度控制模型的靜差的速度滿意為止;
第三步:微分整定,將微分時間常數從零逐漸增加,觀察超調量的穩定性,同時相應地微調積分時間常數,逐步微調,直到超調量趨向穩定為止。
可以對溫度控制模型進行擴展,對其中涉及的數據進行處理,溫度數據處理是溫度控制模型的核心內容之一,主要分為兩部分:傳感器軟件配置與數據處理、室溫設定值調節。首先,分析數據結構,其數據包由兩部分組成,分為小數部分和整數部分。一次完整的數據傳輸為,高位先出,接著出低位。
數據格式為:溫度整數數據以及溫度小數數校驗,其中,校驗和數據是前四個字節相加的結果。通過單數據線輸出的是未經編碼的二進制數據,各字節數據之間需要單獨處理,且該傳感器一次通訊時間最大為10s,主機連續釆樣間隔最好不小于2s。
實施例2:溫度控制方法如果對硬件部分進行設計,主要包括控制器工作模式選擇、溫度采集模塊、室溫設定值的調節、定時器的配置、無線通信和閥門開關的中斷處理等。具體總體流程如下:
工作模式選擇仍然是需要首先判斷的,將工作模式分為自動模式和主動模式。
首先,進入自動模式,查看無線接收緩沖區中是否有遠程控制指令需要執行,然后采集溫度值,作為模糊計算的參量,最后輸出時間比例信號,控制暖氣電磁閥的打開時間。在溫度調節環節,用戶可實現對室溫值的自由設定。溫度控制模型進入主動模式,主動模式下存在網絡控制、溫度設定值調節和時間比例輸出控制功能,在這個工作模式下,傳感器正常工作。
溫度控制方法中可以選用意法半導體推出的作為微處理器,該款微處理器為內核,具有低功耗、高性能、功能強大等優點,完全能夠滿足本實施例對微處理器的要求;采用極低功率的無線收發器實現無線通信功能,該收發器與微處理器之間通過線接口通信,實現數據傳輸以及和家庭智能終端的組網,而傳感部分可以擴展包括人體傳感器和電流傳感器,人體熱釋電傳感器實現人員存在的檢測,作為下發控制指令的判決之一,電流傳感器獲取用電回路的電流信息,經過信號調理電路,將回路電流信息傳送給,作為其控制交流接觸器回路通斷的另一判據;此外,控制器還設計有門檻電流檔位調節按鍵、控制器手動自動工作模式選擇鍵和一鍵切斷接通用電回路的功能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,并非用以限定本發明的權利要求保護范圍。同時以上說明,對于相關技術領域的技術人員應可以理解及實施,因此其他基于本發明所揭示內容所完成的等同改變,均應包含在本權利要求書的涵蓋范圍內。
本發明的有益成果是:本發明從數學的角度進行溫度控制方法的認定,通過數學模型的建立,對其中涉及的參數的限定,嚴格地將數學模型的框架確定下來,以保證溫度控制方法的完整性以及有效性。