一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種高速，高精度 要求的根據(jù)不同工況呈線性變化的氣壓控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同工況的氣壓控制的設(shè)備。與人工技 術(shù)比較，氣壓智能控制技術(shù)由于控制精度較高，速度較快，不易超差等特點(diǎn)，在氣壓控制系 統(tǒng)中得到日益廣泛的應(yīng)用。變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)控制涉及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、智能優(yōu)化算法、 信號(hào)采集、信號(hào)處理與通訊控制等方面。在應(yīng)用壞境中，轉(zhuǎn)速是最主要、甚至是唯一可調(diào)的 參數(shù)，因此變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)的控制優(yōu)化實(shí)質(zhì)主要為轉(zhuǎn)速的優(yōu)化。在實(shí)際的氣壓 控制過程中工況比較復(fù)雜，影響因素較多，靜壓箱密封情況，試件安裝的情況，試件質(zhì)量不 同等，而且各個(gè)參數(shù)時(shí)時(shí)變化。如對(duì)影響因素不進(jìn)行監(jiān)控反饋并改變轉(zhuǎn)速，必將影響控制精 度和控制速度。
[0003] 為解決上述問題，通常采用的策略是多采用PID閉環(huán)控制，由于PID控制方法其中 最主要的問題就是PID控制器參數(shù)的整定問題，且一旦整定計(jì)算結(jié)束，在整個(gè)控制過程中 都是固定不變的?？刂七^程中為保證不出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，PID控制方式通常輸出比較緩慢的變 化信號(hào)。這種控制方法雖然能保證比出現(xiàn)大幅度的超調(diào)現(xiàn)象，但是控制速度非常緩慢。如 果加快調(diào)整速度，又難保證不出現(xiàn)大幅度的超調(diào)現(xiàn)象。尤其在一些不同工況呈線性變化的 氣壓控制要求中，PID控制方法的參數(shù)確定后，每次的輸出增量都需要重新計(jì)算。在一些即 要求加壓精度，又要保證加壓速度的控制環(huán)境中不能很好滿足客戶的要求，這使得很多設(shè) 計(jì)胎死腹中。
[0004] 為此，提供一種的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及方法，改善上述技術(shù)的缺失，能夠 全面的考慮影響螺增壓時(shí)間的影響因素以及影響因素之間的耦合關(guān)系，顯著地提高了轉(zhuǎn)速 控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性并縮短控制時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的
[0006] 本發(fā)是提供了一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及方法，其目的是為了顯著提高控 制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性及控制精度，并實(shí)現(xiàn)不同工況呈線性變化的氣壓調(diào)節(jié)，以達(dá)到高效節(jié)能的 功能。
[0007] 技術(shù)方案
[0008] 一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊、控制器和 執(zhí)行部分；其中檢測(cè)模塊由數(shù)據(jù)采集卡和傳感器組成，控制器由計(jì)算機(jī)組成，執(zhí)行部分由變 頻器和風(fēng)機(jī)組成；計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出端連接變頻器的信號(hào)輸入端，變頻器的信號(hào)輸出端連 接風(fēng)機(jī)信號(hào)輸入端；風(fēng)機(jī)信號(hào)輸出端連接靜壓箱輸入端，靜壓箱輸出端連接壓力傳感器的 輸入端；壓力傳感器信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸出端連接 3 CN 104696251 A 說明書 2/4頁(yè) 計(jì)算機(jī)信號(hào)輸入端。
[0009] 所述傳感器為壓力傳感器。
[0010] 所述控制器的計(jì)算機(jī)中包括軟件控制平臺(tái)和智能優(yōu)化算法模塊。
[0011] 一種如上所述變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：該方法步驟 如下：
[0012] 步驟1·根據(jù)初始設(shè)置，計(jì)算機(jī)輸出電壓?jiǎn)?dòng)變頻器，并逐步增加控制信號(hào)電壓.
[0013] 步驟2·檢測(cè)模塊中的傳感器檢測(cè)靜壓箱的參數(shù)及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，然后通過數(shù)據(jù)采集 卡將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，接著執(zhí)行步驟3 ;
[0014]步驟3.判斷第一次壓力信號(hào)值是否低于目標(biāo)壓力值，如果是，執(zhí)行步驟4,如果 否，執(zhí)行步驟5 ;控制器中的計(jì)算機(jī)依據(jù)檢測(cè)模塊中各傳感器輸出的參數(shù)，將轉(zhuǎn)速傳送控制 信號(hào)至執(zhí)行部分，然后執(zhí)行步驟5 ;
[0015]步驟4·采用PID控制方法增加計(jì)算機(jī)輸出電壓，然后執(zhí)行步驟3 ;
[0016] 步驟5·依據(jù)智能優(yōu)化算法模塊的計(jì)算結(jié)果，對(duì)不同的工況參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)覚# 輸出優(yōu)化后_雜纖號(hào)雜行齡，然后頻6 ;
[0017] 步驟6·判斷壓力信號(hào)值是否低于目標(biāo)壓力值，如果是,執(zhí)行步驟7,如果否，執(zhí)行 步驟8 ;
[0018]步驟7·采用PID控制方法增加計(jì)算機(jī)輸出電壓，然后執(zhí)行步驟6。
[0019] 步驟8.判斷是否控制下一級(jí)壓力，如果是，執(zhí)行步驟5,如果否，結(jié)束。
[0020] 所述計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存儲(chǔ)每級(jí)預(yù)定壓力值到達(dá)時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出給變頻器的電 壓控制信號(hào)，并進(jìn)行對(duì)比分析，給出下一級(jí)預(yù)定壓力所需要的壓力控制信號(hào)。
[0021] 所述系統(tǒng)的整體輸出信號(hào)只有控制變頻器的信號(hào)。
[0022] 所述系統(tǒng)通過軟件控制平臺(tái)和智能優(yōu)化算法模塊對(duì)不同工況參數(shù)的分析和處理， 計(jì)算出最優(yōu)輸出信號(hào)。
[0023] 優(yōu)點(diǎn)及效果
[0024] 本發(fā)明是一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0025]與其它的壓力控制技術(shù)相比，本發(fā)明的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)以及方法可綜 合考慮不同工況呈線性變化的氣壓變化因素，建立一個(gè)融合多參數(shù)與一體的最有模型，快 速的調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，改善上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，能夠全面的考慮影響增壓時(shí)間的影響因素 以及影響因素之間的耦合關(guān)系，極大地提高壓力控制系統(tǒng)的控制精度和準(zhǔn)確性，并有效縮 短控制時(shí)間。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2是本發(fā)明控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：
[0029] 本發(fā)明是一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)，所述變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)設(shè)置 在氣壓控制系統(tǒng)電子裝置中，用于調(diào)節(jié)氣壓控制中的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。檢測(cè)模塊中的傳感器檢測(cè)J 4
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊、控制器和 執(zhí)行部分；其中檢測(cè)模塊由數(shù)據(jù)采集卡和傳感器組成，控制器由計(jì)算機(jī)組成，執(zhí)行部分由變 頻器和風(fēng)機(jī)組成；計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出端連接變頻器的信號(hào)輸入端，變頻器的信號(hào)輸出端連 接風(fēng)機(jī)信號(hào)輸入端；風(fēng)機(jī)信號(hào)輸出端連接靜壓箱輸入端，靜壓箱輸出端連接壓力傳感器的 輸入端；壓力傳感器信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸出端連接 計(jì)算機(jī)信號(hào)輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及控制方法，其特征在于：所述 傳感器為壓力傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及控制方法，其特征在于：所述 控制器的計(jì)算機(jī)中包括軟件控制平臺(tái)和智能優(yōu)化算法模塊。
4. 一種如權(quán)利要求1所述變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：該方 法步驟如下： 步驟1.根據(jù)初始設(shè)置，計(jì)算機(jī)輸出電壓?jiǎn)?dòng)變頻器，并逐步增加控制信號(hào)電壓； 步驟2.檢測(cè)模塊中的傳感器檢測(cè)靜壓箱的參數(shù)及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，然后通過數(shù)據(jù)采集卡將 采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，接著執(zhí)行步驟3 ; 步驟3.判斷壓力信號(hào)值是否低于目標(biāo)壓力值，如果是，執(zhí)行步驟4,如果否，執(zhí)行步驟 5;控制器中的計(jì)算機(jī)依據(jù)檢測(cè)模塊中各傳感器輸出的參數(shù)，將轉(zhuǎn)速傳送控制信號(hào)至執(zhí)行部 分，然后執(zhí)行步驟5; 步驟4.采用PID控制方法增加計(jì)算機(jī)輸出電壓，然后執(zhí)行步驟3 ; 步驟5.依據(jù)智能優(yōu)化算法模塊的計(jì)算結(jié)果，對(duì)不同的工況參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，并輸出 優(yōu)化后的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)至執(zhí)行部分，然后執(zhí)行步驟6 ; 步驟6.判斷壓力信號(hào)值是否低于目標(biāo)壓力值，如果是，執(zhí)行步驟7,如果否，執(zhí)行步驟 8 ； 步驟7.采用PID控制方法增加計(jì)算機(jī)輸出電壓，然后執(zhí)行步驟6 ; 步驟8.判斷是否控制下一級(jí)壓力，如果是，執(zhí)行步驟5,如果否，結(jié)束。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制方法，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)中的 存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存儲(chǔ)每級(jí)預(yù)定壓力值到達(dá)時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出給變頻器的電壓控制信號(hào)，并進(jìn)行對(duì)比 分析，給出下一級(jí)預(yù)定壓力所需要的壓力控制信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制方法，其特征在于：所述系統(tǒng)的整體 輸出信號(hào)只有控制變頻器的信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制方法，其特征在于：所述系統(tǒng)通過軟 件控制平臺(tái)和智能優(yōu)化算法模塊對(duì)不同工況參數(shù)的分析和處理，計(jì)算出最優(yōu)輸出信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速智能控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊、控制器和執(zhí)行部分；其中檢測(cè)模塊由數(shù)據(jù)采集卡和傳感器組成，控制器由計(jì)算機(jī)組成，執(zhí)行部分由變頻器和風(fēng)機(jī)組成；計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出端連接變頻器的信號(hào)輸入端，變頻器的信號(hào)輸出端連接風(fēng)機(jī)信號(hào)輸入端；風(fēng)機(jī)信號(hào)輸出端連接靜壓箱輸入端，靜壓箱輸出端連接傳感器的輸入端；傳感器信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)信號(hào)輸入端。本發(fā)明綜合考慮了影響靜壓箱壓力的各種因素，建立一個(gè)靜壓箱工況參數(shù)與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的線性關(guān)系，使控制信號(hào)大幅度的調(diào)整，極大的提高了轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的速度和準(zhǔn)確性。
【IPC分類】F04D27-00
【公開號(hào)】CN104696251
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510078389
【發(fā)明人】姜巖, 李欣, 金鑫
【申請(qǐng)人】沈陽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日