[发明专利]基于偏置继电反馈的空调系统模型辨识方法

权利要求书

1.一种基于偏置继电反馈的空调系统模型辨识方法，涉及配置有PID控制器的空调系统，该方法的具体步骤如下：

1)实施偏置继电器反馈实验，实验方法为：

先在空调系统处于闭环模式正常运行状态时，将空调系统控制回路中的PID控制器切换为带滞环的偏置继电器，使得空调系统转换为非线性的闭环系统，并将偏置继电器的初始输出值设置为CO-μ+μ₀；其中，CO为PID控制器在当前时刻的输出值，μ为偏置继电器的跳变幅值，μ₀为偏置继电器中的偏差值，且|μ₀|＜μ；

然后监测被控对象一段时间，并在监测被控对象过程中根据被控对象的e值来设置偏置继电器的输出值；

如果e＞val，则在滞后ε时间后将偏置继电器的输出值设置为CO+μ+μ₀；

如果e＜-val，则在滞后ε时间后将偏置继电器的输出值设置为CO-μ+μ₀；

其中，e为被控对象的输入设定值与pv输出值的差值，val为预先设定的误差阈值，val按被控对象的pv输出值的百分比取值，val的典型值是被控对象的pv输出值的1.2％，ε为预先设定的时间常数；

2)根据偏置继电器反馈实验过程中产生的极限环特性数据，获取被控对象的临界频率特性；

设PID控制器切换为偏置继电器的时刻为0时刻，偏置继电器的输出值从0时刻起，第i-1次发生跳变的时刻至第i次发生跳变的时刻为t_i时间段；

根据偏置继电器的极限环特性，有：

t₂＝t₄＝t₆......＝T_u1

t₃＝t₅＝t₇......＝T_u2

根据偏置继电器反馈特性，得出被控对象在t时刻的pv输出值为：

y(t)＝y(0)e^-(t-L)/T+(μ₀-μ)K(1-e^-(t-L)/T)

＝(y(0)e^L/T-μ₀Ke^L/T)e^-t/T+μ₀K-μK(1-e^-(t-L)/T)

＝y'(0)e^-t/T+μ₀K-μK(1-e^-(t-L)/T)

其中，y(t)为被控对象在t时刻的pv输出值，y(0)为被控对象在0时刻的pv输出值，K为被控对象的稳态增益，T为时间常量，L为被控对象的纯滞后时间；

得出被控对象的临界频率特性为：

A_u＝(μ₀+μ)K(1-e^-L/T)+εe^-L/T

A_d＝(μ₀-μ)K(1-e^-L/T)-εe^-L/T

Tu1=Tln2μKeL/T+μ0K-μK+ϵμK+μ0K-ϵ]]>

Tu2=Tln2μKeL/T-μ0K-μK+ϵμK-μ0K-ϵ]]>

其中，A_u为被控对象的pv输出峰值，A_d为被控对象的pv输出谷值；

3)根据被控对象的临界频率特性，得到被控对象的一阶加纯滞后模型为：

(s)=KTs+1e-Ls]]>

K=Ad+Au2μo(eL/T-1)=ϵ(Ad+Au)2μo(μ0-μ2μ0Au-μ0+μ2μ0Ad-ϵ)]]>

T=(Tu1+Tu2)ln-1[(2μ·K·e-L/T-μ·K+ϵ)2-(μ0·K)2(μ·K-ϵ)2-(μ·K)2]]]>

L=-Tln[1ϵ(μ0-μ2μ0Au-μ0+μ2μ0Ad)].]]>

其中，G(s)为被控对象的一阶加纯滞后传递函数。