[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

说明书

本发明公开了一种船用余热综合利用系统自适应控制器及方法，该方法包括：获取船舶各个舱室实时的舱室温度信息；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；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。本发明可以根据船舶需要以及外界环境变化及时调整设备状态，提高燃料电池余热利用率。

技术领域

本发明属于余热利用控制技术领域，尤其涉及一种船用余热综合利用系统自适应控制器及方法。

背景技术

改善船舶排放、推行新型清洁能源船舶是航运业的重要研究方向。以燃料电池为动力的船舶已经在试验运行中，这对于有效利用船用燃料电池的电能和伴生的热能从而提高电池综合利用效率具有一定的研究意义。

船用燃料电池余热利用方式主要有制冷、制热和制淡三种，船用燃料电池余热利用系统涉及制冷装置、制淡装置、制热装置、水箱、空调装置等设备。系统要求根据船舶需要以及外界环境变化及时调整设备状态，以提高燃料电池余热利用率，方便管理人员操控和监测。然而，目前尚无系统能达到该要求，为了解决现有系统存在的这一缺陷，本发明克服现有技术空白，设计一套有效和稳定的自适应控制器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用余热综合利用系统自适应控制器及方法，它可以根据船舶需要以及外界环境变化及时调整设备状态，提高燃料电池余热利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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，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。

相应的，本发明还提供一种船用余热综合利用系统自适应控制方法，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。

本发明产生的有益效果是：因为在船舶舱室温控系统中存在较大的滞后性和非线性等问题，故本发明根据舱室的温度差即温度差变化率、基于模糊PID控制算法，对PID参数在线调节，实现精确控制工作水分配，精准控制舱室室温，达到最佳的控制效果，并且具有模型简单、鲁棒性强、适用性广等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中船用氢氧燃料电池余热综合利用系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的船用余热综合利用系统自适应控制器的结构图；