[发明专利]一种船用余热综合利用系统自适应控制器及方法

权利要求书

1.一种船用余热综合利用系统自适应控制器，用于对船用余热综合利用系统的工作水分配器进行模糊PID自适应控制，其特征在于，所述自适应控制器包括模拟量模块和PLC控制模块，所述模拟量模块的输出端与PLC控制模块的输入端连接，所述PLC控制模块的输出端与工作水分配器连接；

所述模拟量模块用于实时采集船舶各个舱室的舱室温度信号，并将采集到的所有舱室温度信号发送给PLC控制模块；

所述PLC控制模块包括处理单元和模糊PID控制单元；

所述处理单元用于将接收到的各舱室当前的舱室温度信号与舱室设定温度作差得到温度差，并根据温度差得到温度差变化率；

所述模糊PID控制单元用于根据温度差和温度差变化率，基于模糊PID控制算法，对PID控制参数进行自适应调整，使工作水分配器调节工作水流量，进而将各舱室温度调节至舱室设定温度。

2.根据权利要求1所述的船用余热综合利用系统自适应控制器，其特征在于，所述模拟量模块还用于实时采集剩余工作水流量信号、剩余工作水温度信号、海水入口温度信号，并发送给PLC控制模块；

所述PLC控制模块包括海水泵控制单元，所述海水泵控制单元用于根据当前剩余工作水流量信号、剩余工作水温度信号和海水入口温度信号，计算得到最优制淡效率下相应的海水流量，进而调节海水泵转速以实现最佳制淡工况。

3.根据权利要求1所述的船用余热综合利用系统自适应控制器，其特征在于，所述模拟量模块包括模拟量单元，所述模拟量单元用于将采集到的模拟量信号转换成数字量信号并发送给PLC控制模块。

4.根据权利要求1所述的船用余热综合利用系统自适应控制器，其特征在于，该自适应控制器还包括人机界面，所述人机界面用于显示系统与用户之间的交互信息、报警以及手动/自动控制模式的切换。

5.根据权利要求4所述的船用余热综合利用系统自适应控制器，其特征在于，所述模拟量模块还用于实时采集环境温度信号，并发送给所述人机界面进行显示。

6.根据权利要求1所述的船用余热综合利用系统自适应控制器，其特征在于，该自适应控制器还包括上位机，所述上位机用于供用户发送操控命令。

7.根据权利要求1所述的船用余热综合利用系统自适应控制器，其特征在于，所述船用余热综合利用系统包括氢氧燃料电池、制冷模块、制热模块、制淡模块和工作水分配器，所述氢氧燃料电池为质子交换膜氢氧燃料电池，用于为整个系统提供热能，所述工作水分配器的输入端与氢氧燃料电池连接，其输出端分别与制冷模块、制热模块和制淡模块连接，所述工作水分配器用于吸收来自氢氧燃料电池的余热并输送至各个模块进行利用。

8.一种船用余热综合利用系统自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取船舶各个舱室实时的舱室温度信息；

S2、将各舱室当前的舱室温度信息与舱室设定温度数值作差得到温度差，并根据温度差得到温度差变化率；

S3、根据温度差和温度差变化率，基于模糊PID控制算法，对PID控制参数进行自适应调整，使工作水分配器调节工作水流量，进而将各舱室温度调节至舱室设定温度。

9.根据权利要求8所述的船用余热综合利用系统自适应控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述模糊PID控制算法的模糊规则如表1所示：

表1 PID的模糊规则

其中，Et为温度差，ECt为温度差变化率，NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB分别代表负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。