[发明专利]面向液冷动力源的自适应优化热管理控制方法、系统以及热管理系统

权利要求书

1.一种面向液冷动力源的自适应优化热管理控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、使用采样模块获取热管理系统中的热源出口温度和散热器出口温度，采样模块输出动力源温度信息；

同时，电动水泵控制量输入至延迟估计器，延迟估计器输出估计的系统时间延迟，所述的系统时间延迟的计算公式为：

τ＝γ₄u₁+γ₅(3)；

其中，γ₄和γ₅为系统属性参数；u₁为电动水泵控制量；

二、将空气温度、动力源温度信息、第二数据堆栈模块输出的热管理系统执行器时间延迟控制信号输入干扰估计器，干扰估计器输出热管理系统运行中的不确定参数估计值；所述的不确定参数估计值的计算公式为：

其中

式(6)其中

式(5)其中

其中，x₁为热源出口温度，x₂为散热器出口温度，u₁为电子水泵的控制量，u₂为电子节温器的控制量，u₃为电子风扇的控制量，ζ₁为热源传递给冷却液的热量，ζ₂为散热器的散热量估计偏差，ζ_i,i∈[1,2]为热管理系统的未知参数，γ_i,i∈[1,3]为系统属性参数；κ₁为待设计参数，为ζ的估计值，∏为待设计的正定矩阵；x_i,τ表示系统状态进过纯时间延迟后被测量得到的状态值；

三、将干扰估计器输出的热管理系统不确定参数估计值输入到第一数据堆栈模块进行保存，第一数据堆栈模块输出内部存储的热管理系统不确定参数估计值信息，再将第一数据堆栈输出时间延迟的不确定参数估计值，第三数据堆栈模块内部存储的热管理系统执行器控制信号和动力源温度信息输入至系统估计器，系统估计器输出无时延状态变量估计值，所述的无时延状态变量估计值的计算公式如下：

其中，是系统无时间延迟的状态变量。

同时，将干扰估计器模块输出的不确定参数估计值、热源出口温度期望值、散热器出口期望温度下界设定值和空气温度输入平衡点优化模块，平衡点优化模块输出为散热器出口温度最佳设定值；所述的散热器出口温度最佳设定值的计算公式为：

其中，函数f₁是已知的电子水泵功率函数，函数f₂是已知的电子风扇的功率函数；S_max分别是x_2d可取范围的最大设定值；是电子水泵控制量取值范围的下界；是电子水泵控制量取值范围的上界；是电子风扇控制量取值范围的下界；是电子风扇控制量取值范围的上界；x_1d为热源出口温度期望值，x_2d为散热器出口的期望值；

四、将干扰估计器输出的不确定参数估计值、系统估计器输出的无时延状态变量估计值、平衡点优化模块输出的散热器出口温度最佳设定值、热源出口温度期望值和空气温度输入状态跟踪控制器，状态跟踪控制器输出信号为热管理系统执行器的控制信号；所述的热管理系统执行器的控制信号的计算公式为：

其中，k₁、k₂、k₃和k₄为待设计的控制参数；

将状态跟踪控制器输出的执行器控制信号输入到热管理系统中的相关执行器的子控制器；同时将状态跟踪控制器输出的执行器控制信号输入到第二数据堆栈模块和第三数据堆栈模块进行存储，第二数据堆栈模块的输出内部存储的热管理系统执行器时间延迟控制信号，第三数据堆栈的输出内部存储的热管理系统执行器控制信号。