基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制方法及系统，通过检测多种变量进行节流阀开度控制，可同时根据当前冷凝器液位变化以及蒸发器换热温差变化，对节流阀进行控制，以便能够根据系统的运行工况调整节流阀，引入蒸发器换热温差作为检测量，当蒸发器冷媒供给不足时，换热温差增大时，可及时调整节流阀开度，可在尽量保证冷凝器液位的情况下减小蒸发器换热温差。可提升蒸发器换热效率，进而提升冷水机组系统能效，延长机组的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及制冷空调
，具体涉及一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀 控制方法及系统。

技术介绍

[0002]现有的制冷空调冷水机组运行过程中，一般通过冷凝器液位传感器，实时检测冷凝 器液位。设定冷凝器目标液位，以此为目标调节节流阀的开度。节流阀为电子膨胀阀或 球阀等连续可调阀门，阀门上设有执行器，通过执行器调节阀门开度；仅以冷凝器液位 为控制目标调节节流阀开度，在实际运行过程中会出现如下问题：常规冷水机组节流阀 控制方法以设定冷凝器液位为控制目标，采用PID控制。检测变量单一，无法反映多变 量对节流阀控制的影响，当蒸发器冷媒供给不足时，若冷凝器仍维持原来液位目标不变， 则蒸发器换热效果会变差，换热温差增大，导致整机能效降低，同时也会使蒸发器液位 过低，从而导致蒸发压力过低，出现冻管等故障，机组无法正常运行。

技术实现思路

[0003]技术目的：针对现有制冷空调冷水机组仅通过冷凝器液位进行节流阀的开度控制， 检测变量单一的不足，本专利技术公开了一种通过多个参数检测，采用模糊控制算法进行节 流阀开度控制，在冷媒不足时，仍可维持机组运行的基于模糊控制算法的冷水机组节流 阀控制方法及系统。
[0004]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制方法，包括步骤：
[0006]S01、选用冷水机组的冷凝器当前检测液位与设定的基准液位之间的液位偏差dL、 偏差变化率dLc以及当前蒸发器换热温差值dT作为模糊控制系统的输入参数，节流阀 动作开度dV作为模糊控制系统的输出参数；其中，dL
c
为当前液位偏差与上一次液位偏 差的差值与检测时间间隔的比值；
[0007]S02、然后进行输入参数、输出参数模糊化定义：
[0008]液位偏差范围取[dL_min,dL_max]，模糊子集的论域取[NL_min,NL_max]，液位偏 差的模糊语言变量定义成{负大，负小，零，正小，正大}五个等级，相应表示为{NB， NS，ZO，PS，PB}，dL在论域上的取值NL为：PS，PB}，dL在论域上的取值NL为：
[0009]液位偏差变化率范围为[dLc_min,dLc_max]，单位s
‑1，模糊子集的论域取[NLc_min, NLc_max]，液位偏差变化率的模糊语言变量定义成{负大，负小，零，正小，正大}五个 等级，相应表示为{NB，NS，ZO，PS，PB}，dLc在论域上的取值为：等级，相应表示为{NB，NS，ZO，PS，PB}，dLc在论域上的取值为：
[0010]蒸发器换热温差范围为[dT_min,dT_max]，单位℃，模糊子集的论域为[NT_min, NT_max]，换热温差的模糊语言变量定义成为4个，取为{零，正小，正中，正大}，相 应表示为
{ZO，PS，PM，PB}；dT在论域上的取值为： [0011]节流阀动作开度范围为[dV_min,dV_max]，模糊子集的论域为[NU_min,NU_max]， 将节流阀动作开度的模糊语言变量定义成为7个，取为{负大，负中，负小，零，正小， 正中，正大}，相应表示为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，实际的节流阀动作开度dV 为：
[0012]S03、固定三个输入参数中的其中一个输入参数的模糊语言变量，给出改变另外两 个输送参数模糊语言变量对应的输出值，建立模糊规则控制表；
[0013]S04、对模糊控制系统输出的模糊量进行清晰化，并以此计算对应的节流阀动作开 度。
[0014]优选的，所述液位偏差采用液位高度对应的百分比偏差，节流阀动作开度采用阀门 的百分比开度。
[0015]优选的，输入参数和输出参数模糊子集内元素的隶属度为三角形、双S形或者高斯 形的一种。
[0016]本专利技术还提供一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制系统，使用上述的冷水 机组节流阀控制方法，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀和控制器，压缩机、冷凝 器和蒸发器顺次连通形成制冷回路，节流阀设置在冷凝器与蒸发器之间，通过节流阀控 制冷凝器到蒸发器的制冷剂流量；在蒸发器内设有用于检测蒸发器内气态制冷剂压力的 蒸发压力传感器以及设置在蒸发器冷冻水出口的冷冻出水温度传感器，在冷凝器内设有 用于检测冷凝器液位的液位计，节流阀、蒸发压力传感器、冷冻水出水温度传感器和液 位计均与控制器电连接，通过控制器接收信号进行计算，并输出模拟量信号控制节流阀 的开度。
[0017]有益效果：本专利技术所提供的一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制方法及系 统具有如下有益效果：
[0018]1、本专利技术检测多种变量进行节流阀开度控制，可同时根据当前冷凝器液位变化以 及蒸发器换热温差变化，对节流阀进行控制，以便能够根据系统的运行工况调整节流阀。
[0019]2、本专利技术引入蒸发器换热温差作为检测量，当蒸发器冷媒供给不足时，换热温差 增大时，可及时调整节流阀开度，可在尽量保证冷凝器液位的情况下减小蒸发器换热温 差。可提升蒸发器换热效率，进而提升冷水机组系统能效。
[0020]3、本专利技术的控制方法在在蒸发器冷媒供给不足时，保证蒸发器压力正常，机组能 正常运行，延长机组使用寿命。
[0021]4、本专利技术将液位偏差和节流阀的开度均转换为百分比进行计算，能够适应不同型 号规格的机组需求，不受实际数值的影响，便于计算与控制。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有 技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
[0023]图1为本专利技术冷水机组系统结构图；图2为本专利技术输出参数NU对应的三角形隶属函数示意图；
[0024]其中，1
‑
压缩机、2
‑
冷凝器、3
‑
蒸发器、4
‑
节流阀、5
‑
控制器、6
‑
蒸发压力传感器、 7
‑
冷冻出水温度传感器、8
‑
液位计。
具体实施方式
[0025]下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术，但并不因此 将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。
[0026]如图1所示，为本专利技术所公开的一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制系统， 包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、节流阀4和控制器5，压缩机1、冷凝器2和蒸发器3顺 次连通形成制冷回路，节流阀4设置在冷凝器2与蒸发器3之间，通过节流阀4控制冷凝器 2到蒸发器3的制冷剂流量；在蒸发器3内设有用于检测蒸发器内气态制冷剂压力的蒸发 压力传感器6以及设置在蒸发器冷冻水出口的冷冻出水温度传感器7，在冷凝器2内设有 用于检测冷凝器2液位的液位计8，节流阀4、蒸发压力传感器6、冷冻水出水温度传感器 7和液位计8均与控制器5电连接，通过控制器5接收信号进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊控制算法的冷水机组节流阀控制方法，其特征在于，包括步骤：S01、选用冷水机组的冷凝器当前检测液位与设定的基准液位之间的液位偏差dL、偏差变化率dLc以及当前蒸发器换热温差值dT作为模糊控制系统的输入参数，节流阀动作开度dV作为模糊控制系统的输出参数；其中，dL
c
当前液位偏差与上一次液位偏差的差值与检测时间检测的比值；S02、然后进行输入参数、输出参数模糊化定义：液位偏差范围取[dL_min,dL_max]，模糊子集的论域取[NL_min,NL_max]，液位偏差的模糊语言变量定义成{负大，负小，零，正小，正大}五个等级，相应表示为{NB，NS，ZO，PS，PB}，dL在论域上的取值NL为：PB}，dL在论域上的取值NL为：液位偏差变化率范围为[dLc_min,dLc_max]，单位s
‑1，模糊子集的论域取[NLc_min,NLc_max]，液位偏差变化率的模糊语言变量定义成{负大，负小，零，正小，正大}五个等级，相应表示为{NB，NS，ZO，PS，PB}，dLc在论域上的取值为：蒸发器换热温差范围为[dT_min,dT_max]，单位℃，模糊子集的论域为[NT_min,NT_max]，换热温差的模糊语言变量定义成为4个，取为{零，正小，正中，正大}，相应表示为{ZO，PS，PM，PB}；dT在论域上的取值为：S，PM，PB}；dT在论域上的取值为：节流阀动作开度范围为[dV_min,dV_max]，模糊子集的论域为[NU_min,NU_max]，将节流阀动作开度的模糊语言变量定义成为7个，取为{负大，负中，负小，零，正小...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾远航，包金哲，林英哲，吴立华，董继勇，
申请(专利权)人：南京磁谷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：