[发明专利]一种跨临界二氧化碳系统的水路模糊PID控制方法

摘要

本发明公开了一种跨临界二氧化碳系统的水路模糊PID控制方法，包括步骤如下：第一步，确定变量及其论域；第二步，对变量进行模糊化处理，建立隶属度函数；第三步，建立模糊推理规则表；第四步，模糊推理和解模糊；第五步，根据跨临界CO2热泵系统的运行工况，修正计算结果；第六步，将最终输出结果代入PID控制中，执行控制。本发明可以在线修改PID的调节控制参数kP、kI、kD，具有控制精度高、控制稳定性强、控制效率高、控制可靠性强的优点，比普通的PID控制方法，更适合跨临界CO2热泵系统换热延迟、动态变化的控制需求。针对性的控制策略可以保证在机组运行的极端工况下控制的稳定和安全。

主权项

1.一种跨临界二氧化碳系统的水路模糊PID控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，确定变量及其论域：在PID控制器中，输入参数为气体冷却器出水温度Tw,out与设定出水温度Tw,o的差值ΔT，以及其随时间的变化率dΔT/dt；输出变量为PID参数的修正值Δkp，ΔkI，ΔkD；在确定变量后，给定变量的论域；第二步，对第一步确定的变量进行模糊化处理：将输入和输出变量的论域定义为七个模糊子集：PB，PM，PS，ZO，NS，NM，NB；建立各个子集的线性隶属度函数；输入变量ΔT和dΔT/dt模糊化为T和TC，输出变量Δkp，ΔkI，ΔkD模糊化为KP，KI和KD；PB，PM，PS，ZO，NS，NM，NB分别为正大，正中，正小，近零，负小，负中，负大；第三步，建立模糊推理规则表；第四步，模糊推理和解模糊：采集气体冷却器出水温度Tw,out，并根据设定出水温度Tw,o计算输入变量ΔT和dΔT/dt，首先根据隶属度函数计算输入变量在各个模糊子集上的隶属度，其次根据模糊推理规则表计算所有模糊规则的隶属度，最后通过加权平均法进行解模糊操作；第五步，根据跨临界CO2系统的运行工况，修正计算结果：采集实时的环境温度Tair，气体冷却器进水温度Tw,in和气体冷却器出水温度Tw,out，对PID控制的增益进行计算修正；第六步，将最终输出结果代入PID控制中，通过PID控制器控制跨临界CO2系统机组中水路流量调节阀的开度。