[发明专利]一种太阳能电池板自动清理的控制方法及系统

权利要求书

1.一种太阳能电池板自动清理的控制方法，其特征在于：包括，

储水装置提供水源；

利用高压水泵抽取所述储水装置中的水产生增压水流；

将增压水流输送至压力设定装置进行压力设定；

设压后水流经过手动节流阀，再通过多通管路输送到摇臂式喷头；

所述摇臂式喷头输出高压水流对太阳能电池板进行自动清理；

所述高压水泵包括采用如下控制步骤，

所述压力设定装置设定供水压力值；

所述压力值传输给PLC，由PLC传送信号给控制器；

变频器根据控制器进行频率控制；

利用所述变频器调节频率改变高压水泵的转速，使高压水泵的输出压力在满足供水需求的前提下，始终相对稳定的运行，即高压水泵的柱塞在柱塞套内进行正常地往复运动；

所述控制器包括恒压控制和变压控制，还包括以下步骤，

定义参数并构建控制器模型：

式中K_p为比例系数、L_i为积分时间常数、L_d为微分时间常数，控制器的控制参数包括比例系数K_p、微分系数K_i和积分系数K_d；G_PID(s)为所述控制器模型，s为控制器模型输入的拉普拉斯变换；

对所述参数进行优化整定，采用误差绝对值的时间积分性能指标作为最小目标函数，引入控制输入平方项u²(t)：

假定在维度为D的空间中有S个搜寻个体，则个体i所处的位置为：

X_i＝[x_i1，x_i2，…，x_iD]^T

设定个体维度为3，实现对PID控制器参数进行优化整定；

获取满意的控制过程动态特性；

采用误差绝对值的时间积分性能指标作为最小目标函数，并引入控制输入平方项，建立并得到如下目标函数：

式中ζ₁、ζ₂、ζ₃为权值系数，e(t)为自身控制误差，且ζ₃＞＞ζ₁，即

2.如权利要求1所述的太阳能电池板自动清理的控制方法，其特征在于：所述控制器模型包括优化搜索方向确定的步骤，

建立目标函数值和步长之间的联系；

搜索步长表示为：

式中α_ij为j维搜索空间的搜索步长、δ_ij为高斯隶属函数参数、u_ij为j维搜索空间目标函数值i的隶属值；

确定搜索方向为：

d_i，pro为搜寻个体预动方向、d_i，ego为搜寻个体利己方向、d_i，alt为搜寻个体利他方向、ω惯性权值、和为常数项。

3.如权利要求2所述的太阳能电池板自动清理的控制方法，其特征在于：优化流程包括以下步骤，

初始化每个搜索者的个体位置，随机产生初始位置矩阵；

根据适应性函数计算搜索个体的适应度值；

当前每个搜索者个体位置与其历史最佳位置进行比较，选择和保留最优个体位置参数进行更新；

以当前搜索个体更好作为最优位置为结束条件；

进行更新替换，直至结束。

4.如权利要求3所述的太阳能电池板自动清理的控制方法，其特征在于：所述高压水泵包括定义流量、扬程和功率的如下关系，

式中n₀为电机额定转速、n为运行转速、Q₀为额定转速时的流量、Q为转速n时的流量、H₀为额定转速下的水泵扬程、H为转速n时的水泵扬程、p₀为额定转速下水泵所做的功率，p为转速为n时的功率。

5.如权利要求4所述的太阳能电池板自动清理的控制方法，其特征在于：构建包括所述高压水泵和所述变频器的供水系统，包括以下步骤，

高压水泵传递函数G₁(s)定义如下：

式中T₁为惯性环节时间常数、k₁为增益、τ为滞后系数；

电机频率与转子速度的传递函数G₂(s)如下：

式中ω为转子速度，ω₀为转子初始速度；T_d为微分时间常数；则供水系统的初始传递函数G₃(s)为：

增加补偿项G₀(s)，得到供水系统的补偿传递函数G(s)如下式：

式中K为系统的总增益。