[发明专利]一种基于分数阶的迭代学习制冷控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于分数阶的迭代学习制冷控制系统，其特征在于，包括：

分数阶PID控制器，其用于：根据当前运行周期的制冷系统制冷效果偏差，得到当前运行周期的反馈控制量并补偿至前馈控制量中，实现对制冷系统的分数阶PID反馈控制；其中，制冷系统制冷效果偏差包括制冷系统蒸发器二次流出口温度偏差和蒸发器出口处制冷剂过热的程度偏差；反馈控制量包括压缩机转速反馈量和阀门开启角度反馈量；前馈控制量包括压缩机转速和阀门开启角度；

分数阶迭代学习控制器，其用于根据当前运行周期的前馈控制量与预设学习增益倍数下的制冷系统制冷效果偏差的分数阶积分叠加和，预估出下一运行周期的前馈控制量，以实现对制冷系统的分数阶迭代学习控制，直至达到预设制冷效果，结束迭代控制；

其中，分数阶迭代学习控制器的表达式为：其中，为2*1维，表示第j+1运行周期的度前馈控制量，包括压缩机转速和阀门开启角；为2*1维，表示第j运行周期前馈控制量，包括压缩机转速和阀门开启角；e^j(t)为2*1维，第j运行周期制冷系统蒸发器二次流出口温度偏差和蒸发器出口处制冷剂过热的程度偏差；Dγ表示γ阶的分数阶积分，k_d表示学习增益；

分数阶PID控制器的表达式为：其中，为2*1维，表示第j运行周期的压缩机转速反馈量和阀门开启角度反馈量；e^j(t)为2*1维，第j运行周期制冷系统蒸发器二次流出口温度偏差和蒸发器出口处制冷剂过热的程度偏差；D^-α表示α阶的分数阶积分，Dβ表示β阶的分数阶微分，K_P、K_I、K_D分别表示分数阶PID控制器的比例常数、积分常数、微分常数。

2.如权利要求1所述的基于分数阶的迭代学习制冷控制系统，其特征在于，e^j(t)的表达式为：

其中，ref_T^j_out,sec,e为第j运行周期系统蒸发器二次流出口预设参考温度，T^j_out,sec,e为第j运行周期系统蒸发器二次流出口实际温度，ref_T^j_SH为第j运行周期制冷系统蒸发器出口处制冷剂过热的程度预设参考值，T^j_SH为第j运行周期制冷系统蒸发器出口处制冷剂实际过热的程度。

3.如权利要求1所述的基于分数阶的迭代学习制冷控制系统，其特征在于，所述基于分数阶的迭代学习制冷控制系统，还包括：

存储器，其用于存储各个运行周期的制冷效果偏差及前馈控制量。

4.如权利要求1所述的基于分数阶的迭代学习制冷控制系统，其特征在于，所述制冷系统为单级循环制冷系统；所述单级循环制冷系统包括变速压缩机、蒸发器、电子膨胀阀和冷凝器组成；

变速压缩机，其用于接收以蒸汽形式作为循环流体的制冷剂，并对其在恒定熵下进行压缩；

冷凝器，其用于接收压缩后的蒸汽形式的制冷剂，首先与二次流交换，然后蒸汽凝结成液体；

电子膨胀阀，其用于对液体制冷剂在低压和低温下蒸发；

蒸发器，其用于吸收液体制冷剂在低压和低温下蒸发的热量。