用于冷冻水设施的极值搜索控制系统技术方案

本公开涉及一种用于冷冻水设施的极值搜索控制系统，所述极值搜索控制系统包括反馈控制器和极值搜索控制器。所述反馈控制器配置成操作所述冷冻水设施的设备以达到冷凝水温设定点。所述设备包括冷冻机压缩器、冷凝器水泵和冷却塔风扇中的至少一者。所述极值搜索控制器配置成将所述冷凝水温设定点提供至所述反馈控制器。所述极值搜索控制器配置成通过以下步骤确定所述冷凝水温设定点的最佳值：以随机激励信号干扰所述冷凝水温设定点，监测所述设备由于所述经干扰的冷凝水温设定点所导致的功率消耗，估算所述功率消耗相对于所述冷凝水温设定点的梯度，和调节所述冷凝水温设定点以使所述估算的梯度趋向于零。

【技术实现步骤摘要】
用于冷冻水设施的极值搜索控制系统相关申请的交叉引用本申请要求提交于2016年3月24日的美国专利申请No.15/080,435和提交于2016年2月18日的美国临时专利申请No.62/296,713的权益和优先权，这两个申请的全文以引用方式并入本文中。
本公开整体涉及一种极值搜索控制(ESC)系统。ESC是一种自优化控制策略，其可动态地搜索系统的未知的和/或时变的输入以用于优化某一性能指数。ESC可视为通过利用抖动信号对梯度搜索的动态实现方法。系统输出y相对于系统输入u的梯度可通过轻微地干扰该系统操作并施加解调措施来获取。系统性能的优化可通过利用闭环系统中的负反馈环使梯度趋向于零来获取。ESC为一种非基于模型的控制策略，这意味着受控系统的模型不是ESC用于优化系统所必须的。
技术介绍
设施在控制理论上为过程和一个或多个机械控制输出的组合。传统ESC系统通常使用周期性(例如，正弦)抖动信号来干扰被提供至设施的控制输入u。周期性抖动信号可导致控制输入u和设施输出y两者中的大变化(例如，正弦振荡)，这对设施操作者通常是显著的。另外，周期性抖动信号的频率需谨慎选择以确保ESC策略是有效的。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷冻水设施的极值搜索控制系统，所述极值搜索控制系统包括：反馈控制器，所述反馈控制器配置成操作所述冷冻水设施的设备以达到冷凝水温设定点，所述设施包括冷冻机压缩器、冷凝器水泵和冷却塔风扇中的至少一者；和极值搜索控制器，所述极值搜索控制器配置成将所述冷凝水温设定点提供至所述反馈控制器并且通过以下步骤确定所述冷凝水温设定点的最佳值：以随机激励信号干扰所述冷凝水温设定点；监测所述设备由于所述经干扰的冷凝水温设定点所导致的功率消耗；估算所述功率消耗相对于所述冷凝水温设定点的梯度；调节所述冷凝水温设定点以使所述估算的梯度趋向于零。

【技术特征摘要】
2016.02.18 US 62/296,713;2016.03.24 US 15/080,4351.一种用于冷冻水设施的极值搜索控制系统，所述极值搜索控制系统包括：反馈控制器，所述反馈控制器配置成操作所述冷冻水设施的设备以达到冷凝水温设定点，所述设施包括冷冻机压缩器、冷凝器水泵和冷却塔风扇中的至少一者；和极值搜索控制器，所述极值搜索控制器配置成将所述冷凝水温设定点提供至所述反馈控制器并且通过以下步骤确定所述冷凝水温设定点的最佳值：以随机激励信号干扰所述冷凝水温设定点；监测所述设备由于所述经干扰的冷凝水温设定点所导致的功率消耗；估算所述功率消耗相对于所述冷凝水温设定点的梯度；调节所述冷凝水温设定点以使所述估算的梯度趋向于零。2.根据权利要求1所述的极值搜索控制系统，其中所述随机激励信号为非周期性信号，所述非周期性信号包括无规游动信号、非确定性信号和非重复信号中的至少一者。3.根据权利要求1所述的极值搜索控制系统，其中所述冷凝水温设定点包括：由所述随机激励信号所定义的随机部分；和通过使所述估算的梯度趋向于零所确定的非随机部分。4.根据权利要求1所述的极值搜索控制系统，其中所述极值搜索控制器包括积分器，所述积分器配置成通过对无规噪声信号进行积分而生成所述随机激励信号。5.根据权利要求1所述的极值搜索控制系统，其中所述极值搜索控制器配置成通过执行具有指数遗忘的递归最小二乘估算过程而估算所述功率消耗相对于所述冷凝水温设定点的所述梯度。6.根据权利要求1所述的极值搜索控制系统，其中所述极值搜索控制器配置成通过执行回归过程而估算所述功率消耗相对于所述冷凝水温设定点的所述梯度。7.根据权利要求6所述的极值搜索控制系统，其中所述回归过程包括：获取所述功率消耗的线性模型，所述线性模型将所述功率消耗定义为所述冷凝水温设定点和梯度参数的线性函数；基于所述冷凝水温设定点的观察值和所述功率消耗的观察值而估算所述梯度参数的值；和将所述梯度参数的所述估算值用作所述功率消耗相对于所述冷凝水温设定点的所述梯度。8.根据权利要求1所述的极值搜索控制系统，其中所述反馈控制器配置成通过调整所述冷却塔风扇的速度和所述冷凝器水泵的速度中的至少一者而达到所述冷凝水温设定点。9.一种用于冷冻水设施的极值搜索控制器，所述极值搜索控制器包括：一个或多个接口，所述一个或多个接口配置成将速度控制信号提供至所述冷冻水设施的设备，所述设备包括冷冻机压缩器、冷凝器水泵和冷却塔风扇中的至少一者；和处理电路，所述处理电路配置成通过以下步骤确定每一所述速度控制信号的最佳值：以不同激励信号干扰每一所述速度控制信号；监测所述设备由于所述经干扰的速度控制信号所导致的功率消耗；利用递归估算过程估算所述功率消耗相对于每一所述速度控制信号的梯度；和调节所述速度控制信号以使所述估算的梯度趋向于零。10.根据权利要求9所述的极值搜索控制器302，其中所述递归估算过程为具有指数遗忘的递归最小二乘估算过程。11.根据权利要求9所述的极值搜索控制器，其中所述处理电路配置成通过以下步骤对每个速度控制信号执行所述递归估算过程：计算所述功率消耗和所述速度控制信号之间的协方差；计算所述速度控制信号的方差；和利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·I·索尔兹伯里，约翰·M·豪斯，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US