[发明专利]一种CO2系统最优排气压力特征变量的确定方法

说明书

本发明提供一种CO₂系统最优排气压力特征变量的确定方法，包括：第一步，确定数据样本集以构建效能预测模型；第二步，对于第一步中确定的9输入单输出样本数据集，确定参考函数；第三步，确定外准则的计算公式；第四步：构建二元线性函数y＝ax₁+bx₂作为传递函数产生中间模型并且进行逐层筛选，形成最优复杂度模型结构。本发明是基于实时数据驱动的效能决策，利用数据挖掘的方法去挖掘跨临界CO₂热泵系统中影响运行的特征变量，从而克服了研究人员的主观经验和判断，不依赖于研究者的经验、直觉，由系统产生的实时数据自身进行判断和选择。

技术领域

本发明属于热泵技术领域，特别涉及一种CO₂热泵最优排气压力特征变量的确定方法。

背景技术

随着经济社会的进一步发展，环保以及可持续发展问题成为全人类社会的共同关切。蒙特利尔协议的签订，标志着制冷剂对于环境的影响问题第一次在全球范围内得到重视，制冷剂的替代也自此成为引导制冷空调行业发展的第一要素。在新型合成制冷剂的研发以及推广过程中出现的新型环保和制冷问题，让越来越多的研究人员确信自然制冷剂将会成为这一轮替代的终点。在自然制冷剂中，二氧化碳凭借其自身优异的热物理特性和跨临界装置的推广，成为当下热泵行业的研究热点。

在跨临界CO₂热泵热水器系统的研究中，系统最优排气压力的研究是其最核心的内容之一，而其中确定哪些参数对系统最优排气压力有着具体的影响和对应参数对最优排气压力影响的程度，是实现变工况条件下系统最优排气压力控制的基础。众多学者都在此领域做出显著的贡献，并且提出了跨临界CO₂热泵系统的最优排气压力关联式。在跨临界CO₂热泵系统机组的开发过程中，研究人员也照此模式，当系统部件选择完成之后，在设计控制系统时一般选择通过大量实验数据拟合的最优排气压力的计算公式作为。但是大量的实验数据拟合的计算公式最适配的是实验样机系统的最优排气压力，在实际的工程背景中，即使采用完全相同的配件进行组装生产，也可能因为安装工艺，不同批次产品的性能差别，使得最终机组表现出来的性能差别很大，这就给机组控制系统的开发带来了以下问题：

(1)通过对样机的常规最优控制算法去控制机组不能完全适配外部的工况环境。

(2)基于已有的经验方程去预测最优压力时存在较大的偏差，且随着时间的推移机组的性能衰减会增大这样的差异性。

为了实现控制系统对于最优排气压力的准确控制，使用基于实时数据驱动的效能决策，对影响系统最优排气压力的变量进行分类特征抽取和效能预测很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CO₂系统最优排气压力特征变量的确定方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种CO₂系统最优排气压力特征变量的确定方法，包括以下步骤：

第一步：采集跨临界CO₂热泵热水器系统工况测试过程中得到的样本，获得样本数据集；构建效能预测模型，输入为环境温度、蒸发器出口温度、吸气温度、排气温度、水泵进水温度、水泵出水温度、气冷出口温度、蒸发器盘管温度和吸气压力，输出为排气压力；

对数据样本集进行划分，用字母A表示训练集，用于产生竞争模型；用字母B表示检验集；利用外准则来筛选竞争模型有w_n＝N_A+N_B，w＝A∪B，其中w表示所有数据样本；