整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本公開提供一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法及裝置，其中，所述方法包括：根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭氧放電室需要的最佳工作頻率；根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作頻率；在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放電室的實際輸出功率；根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率，計算用于整定功率的控制量；根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功率，使下一時刻所述臭氧放電室的輸出功率接近所述給定功率。本發(fā)明提供的方法結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)對臭氧發(fā)生功率的精確閉環(huán)控制，有效保證了臭氧發(fā)生裝置的工作穩(wěn)定性，提高了臭氧發(fā)生裝置的整體效率。
【專利說明】
整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及臭氧生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 臭氧作為一種無公害無污染無殘留的強氧化劑和消毒劑，被大量應(yīng)用于有機合 成、無機化工、冶金、造紙、印染、食品保鮮和醫(yī)療器具及餐具消毒等領(lǐng)域，并被廣泛應(yīng)用于 自來水凈化和工業(yè)、生活污廢水的處理。
[0003] 目前，工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用的臭氧主要采用介質(zhì)阻擋放電法(Dielectric Barrier DisCharge，DBD)產(chǎn)生。利用DBD臭氧發(fā)生裝置生產(chǎn)臭氧的關(guān)鍵就在于電源控制。現(xiàn)有技術(shù)主 要采用鎖相環(huán)+移相全橋電路的方式，保持臭氧發(fā)生電源的工作頻率與臭氧放電室的諧振 頻率一致，進而通過相位改變控制臭氧放電室的輸出功率。
[0004] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)DBD臭氧發(fā)生裝置是靠人工或半自動的方式調(diào)節(jié)電源的 功率輸出，特別是在臭氧發(fā)生放電室的氣壓、溫度等發(fā)生較大變化時，電源的諧振頻率會發(fā) 生較大波動，需要人工進行過程跟蹤并適時調(diào)節(jié)，操作繁瑣且不能精確控制，導(dǎo)致臭氧發(fā)生 電源的工作效率低、臭氧浪費率高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本公開提供一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法及裝置，通過閉環(huán) 反饋控制對臭氧發(fā)生裝置的臭氧產(chǎn)量進行自動精確調(diào)節(jié)，確保臭氧發(fā)生裝置的穩(wěn)定運行。
[0006] 根據(jù)本公開實施例的第一方面，提供了一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法， 所述方法應(yīng)用于臭氧發(fā)生裝置的數(shù)字信號處理器DSP的控制器中，所述臭氧發(fā)生裝置還包 括:用于廣生臭氧的臭氧放電室、在所述DSP控制器的控制下為所述臭氧放電室提供尚頻尚 壓電源的臭氧發(fā)生電源，所述方法包括：
[0007] 根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭氧放電室需要的最佳工 作頻率；
[0008] 根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作頻率；
[0009] 檢測在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放電室的實際輸出功率；
[0010] 根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率，計算用于整定功率的控 制量；
[0011] 根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功率，使下一時刻所述臭 氧放電室的輸出功率接近所述給定功率。
[0012] 可選地，所述臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)包括：
[0013] 輸入氣體氣壓、臭氧濃度、所述臭氧放電室的溫度、所述臭氧發(fā)生電源的溫度。
[0014] 可選地，所述臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)為:輸入所述臭氧放電室的氧氣的氣壓。
[0015] 可選地，采用以下公式確定臭氧放電室需要的最佳工作頻率：
[0017] 其中，傳遞函數(shù)G(s)表示最佳工作頻率與氧氣壓強的比值;Kp、Td、Tp 1為辨識參 數(shù)，s為頻域自變量。
[0018] 可選地，根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率，采用以下PI控 制模型計算用于整定功率的控制量；
[0020] 其中，u(t)為控制量，用于控制臭氧發(fā)生電源的輸出功率，進而調(diào)整所述臭氧放電 室的功率輸出值;e(t)為所述實際輸出功率和所述給定功率的差值;匕為比例調(diào)節(jié)參數(shù)，即 P參數(shù)，Ti為積分調(diào)節(jié)參數(shù)，即I參數(shù)。
[0021] 對應(yīng)的，提供了一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置，設(shè)置于臭氧發(fā)生裝置的 數(shù)字信號處理器DSP的控制器中，所述裝置包括：
[0022] 頻率計算模塊，用于根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭氧 放電室需要的最佳工作頻率；
[0023] 頻率控制模塊，用于根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作頻 率；
[0024] 功率檢測模塊，用于檢測在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放電 室的實際輸出功率；
[0025] 功率控制量計算模塊，用于根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功 率，計算用于整定功率的控制量；
[0026] 功率整定模塊，用于根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功 率，使下一時刻所述臭氧放電室的輸出功率接近所述給定功率。
[0027] 可選的，所述臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)為:輸入所述臭氧放電室的氧氣的氣壓。
[0028] 可選的，所述頻率計算模塊采用以下公式確定臭氧放電室需要的最佳工作頻率：
[0030] 其中，傳遞函數(shù)G(s)表示最佳工作頻率與氧氣壓強的比值;Kp、Td、Tp 1為辨識參 數(shù)，s為頻域自變量。
[0031] 可選的，所述計算模塊根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率， 采用以下PI控制模型計算用于整定功率的控制量；
[0033]其中，u(t)為控制量，用于控制臭氧發(fā)生電源的輸出功率，進而調(diào)整所述臭氧放電 室的功率輸出值;e(t)為所述實際輸出功率和所述給定功率的差值;匕為比例調(diào)節(jié)參數(shù)，即 P參數(shù)，Ti為積分調(diào)節(jié)參數(shù)，即I參數(shù)。
[0034]另一方面，還提供了一種臭氧發(fā)生裝置，包括:臭氧放電室、臭氧發(fā)生電源、DSP控 制器;其中，所述DSP控制器中設(shè)置有上述任一所述的整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置；
[0035] 所述臭氧發(fā)生電源在所述DSP控制器的控制下為所述臭氧放電室提供高頻高壓電 源;所述高頻高壓電源信號作用于充入所述臭氧放電室中的氣體，產(chǎn)生臭氧。
[0036] 本公開的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：
[0037] 相對于現(xiàn)有技術(shù)中的頻率跟蹤技術(shù)只能通過控制器采集放電室輸出電流的信號 并發(fā)送相對應(yīng)的開關(guān)信號，控制電源主電路產(chǎn)生高頻電壓。本公開實施例提供的整定臭氧 發(fā)生裝置輸出功率的方法結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)，通過仿真和實驗整定出理想的參數(shù)， 將系統(tǒng)辨識的方法應(yīng)用于臭氧發(fā)生裝置的頻率控制，結(jié)合PI控制算法，實現(xiàn)對臭氧發(fā)生功 率的精確閉環(huán)控制，有效保持臭氧發(fā)生裝置在現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境中工作穩(wěn)定;實現(xiàn)在復(fù)雜多變 的工業(yè)環(huán)境下，臭氧發(fā)生裝置能夠根據(jù)現(xiàn)場需要和生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境自動調(diào)節(jié)功率輸出，使臭 氧發(fā)生裝置的實際輸出功率接近符合生產(chǎn)現(xiàn)場需求的給定功率，提高了臭氧發(fā)生裝置的整 體效率。
[0038] 應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不 能限制本公開。
【附圖說明】
[0039]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實施 例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。
[0040] 圖1是本公開根據(jù)一實施例示出的臭氧發(fā)生裝置的示意圖；
[0041] 圖2是本公開根據(jù)一實施例示出的一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法流程 圖；
[0042] 圖3是本公開根據(jù)一實施例示出的一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置框圖；
[0043] 圖4是本公開根據(jù)一示例性實施例示出的一種用于整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的 裝置的一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0044] 這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及 附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例 中所描述的實施方式并不代表與本公開相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附 權(quán)利要求書中所詳述的、本公開的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0045 ] DBD臭氧發(fā)生的關(guān)鍵就在于對臭氧發(fā)生電源的控制。DBD臭氧發(fā)生電源是一種串聯(lián) 諧振式變頻電源，主要通過模擬和數(shù)字電路實現(xiàn)對工頻電源進行AC-DC-AC-系列變換，產(chǎn) 生DBD臭氧放電室所需要的最佳工作頻率電壓信號。
[0046]為了保證DBD臭氧產(chǎn)生裝置的臭氧發(fā)生效率保持最大化，本公開提供了一種整定 臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法，首先介紹一下實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。參照圖1所示的臭氧 發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖，臭氧發(fā)生裝置包括:臭氧發(fā)生電源10、臭氧放電室11、DSP控制器12、 氣體輸入裝置13。臭氧發(fā)生電源10在DSP控制器12的控制下為臭氧放電室11提供高頻高壓 電源;氣體輸入裝置13用于向臭氧放電室11內(nèi)輸入氧氣或空氣。
[0047] 其中，臭氧發(fā)生電源10包括:三相交流輸入模塊101、整流濾波電路102、全橋逆變 電路103、高頻變壓器104。其提供高頻高壓電源的過程為:三相交流輸入模塊101輸出的三 相交流電經(jīng)整流濾波電路102整流濾波后，輸出一定電壓的直流電，比如500V的直流電。該 直流電作為全橋逆變電路103的輸入，DSP控制器12作為核心控制器，使用eP麗(Enhanced Pulse Width Moducation，增強型脈沖帶寬調(diào)制器)模塊（圖中未示出）產(chǎn)生4路PWM開關(guān)信 號，控制全橋逆變電路103產(chǎn)生高頻電源信號;上述高頻電源信號經(jīng)過高頻變壓器104升壓 后，轉(zhuǎn)換為高頻高壓的電源信號。
[0048] 上述臭氧發(fā)生裝置的工作過程如下:臭氧發(fā)生電源10提供高頻高壓信號輸出到臭 氧放電室11的兩個電極，即高壓電極和接地電極;此時，介質(zhì)阻擋法中高壓電極和接地電極 之間的部分，相當(dāng)于高頻放電電容；當(dāng)充入臭氧放電室11的氧氣從上述電容中通過，高頻放 電使氧氣分子得到電子，變?yōu)槌粞醴肿?，從而產(chǎn)生臭氧。
[0049] 參照圖2根據(jù)一示例性實施例示出的一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法流程 圖，由上述DSP控制器執(zhí)行，可以包括：
[0050] 步驟1、根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭氧放電室需要的 最佳工作頻率；
[0051] 在實際生產(chǎn)現(xiàn)場，臭氧放電室需要的最佳工作頻率受生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境影響較大，比 如，輸入到臭氧放電室的氣體流量和成份、臭氧放電室的溫度、產(chǎn)生的臭氧濃度、高頻變壓 器的溫度等都會影響臭氧放電室的最佳工作頻率。其中，輸入到臭氧放電室中的氣體可以 是空氣，也可以是純氧氣。
[0052] 本公開實施例中，經(jīng)過大量實驗測試，獲取不同臭氧生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)作為輸 入量，將在生產(chǎn)現(xiàn)場實時監(jiān)測到的臭氧發(fā)生電源的工作頻率作為輸出量，構(gòu)成測量數(shù)據(jù);分 析上述測量數(shù)據(jù)，擬合出一種接近于實際運行狀況的數(shù)學(xué)模型，再通過實際數(shù)據(jù)校驗此模 型與實際系統(tǒng)的符合程度并進行參數(shù)修正，最終得到一個與現(xiàn)場情況接近的數(shù)學(xué)模型。采 用此數(shù)學(xué)模型，在后續(xù)實際生產(chǎn)中，將實際生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)代入上述數(shù)學(xué)模型 中，計算該生產(chǎn)現(xiàn)場下臭氧放電室需要的最佳工作頻率。
[0053]可選的，研究表明，臭氧放電室需要的最佳工作頻率受輸入到放電室中氧氣的氣 壓、放電室溫度影響最大。在現(xiàn)場應(yīng)用中，為了提高放電室產(chǎn)生臭氧的效率，一般都配備有 水冷系統(tǒng)，使放電室溫度保持在預(yù)設(shè)恒定溫度，比如27攝氏度左右，因此僅考慮放電室氧氣 氣壓和最佳工作頻率的關(guān)系即可。根據(jù)氣體壓強和氣體介電常數(shù)的關(guān)系，可以推導(dǎo)出氣體 壓強和最佳工作頻率的關(guān)系為一階線性關(guān)系。根據(jù)上述關(guān)系，本公開實施例建立了一階系 統(tǒng)辨識模型，公式表示如下：
[0055] 其中，G(s)表示臭氧放電室需要的最佳工作頻率與放電室氣體壓強的比值;S表示 頻域自變量;K、Td、Tp 1為辨識參數(shù)。
[0056] 在控制科學(xué)領(lǐng)域，將具有線性特性關(guān)系的輸入量和輸出量的關(guān)系，用傳遞函數(shù)G (s)來表示，其中，G(s)是關(guān)于頻域自變量s的函數(shù)。本公開實施例中，輸出量Y(s)表示:時域 中以時間為自變量的電源工作頻率函數(shù)y(t)進行拉普拉斯變換后，對應(yīng)的頻域函數(shù);輸入 量U(s)表示:時域中以時間為自變量的氣體壓強函數(shù)u(t)進行拉普拉斯變換后，對應(yīng)的頻 域函數(shù)。
[0057]上述辨識參數(shù)K、Td、Tpl由不同生產(chǎn)場景下、不同數(shù)據(jù)采樣分析并仿真計算得出。 [0058]本公開采用上述公式（1)所示的系統(tǒng)辨識數(shù)學(xué)模型，可以根據(jù)輸入量即氧氣氣壓 的變化直接算出接近最優(yōu)的輸出量即臭氧放電室需要的最佳工作頻率，使得系統(tǒng)能夠始終 工作在適合當(dāng)前生產(chǎn)環(huán)境的最佳工作頻率下。
[0059 ]步驟2、根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作頻率；
[0060] 在確定了當(dāng)前生產(chǎn)現(xiàn)場臭氧放電室需要的最佳工作頻率之后，DSP控制器依據(jù)所 述最佳工作頻率向全橋逆變電路發(fā)送控制信號，控制臭氧發(fā)生電源10的工作頻率匹配所述 最佳工作頻率，使臭氧發(fā)生電源保持較高的工作效率。
[0061] 步驟3、監(jiān)測在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放電室的實際輸出 功率；
[0062] 本公開實施例中，可以實時監(jiān)測臭氧放電室的輸出電流，計算臭氧放電室的實際 輸出功率。即，監(jiān)測臭氧放電室11在上述電源工作頻率下的實際輸出功率。
[0063] 步驟4、根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率，計算用于功率整 定的控制量；
[0064] 本公開實施例中，在實際生產(chǎn)臭氧之前，工作人員會根據(jù)實際需要的臭氧量依據(jù) 經(jīng)驗人工設(shè)定一個期望輸出功率值即給定功率根據(jù)預(yù)先設(shè)定的給定功率和臭氧放電室的 實際輸出功率，通過預(yù)設(shè)控制模型，計算用于進行輸出功率整定的功率控制量。
[0065]本公開實施例中，將得到的公式（1)所示的數(shù)學(xué)模型程序化后，嵌入DSP控制器，同 時加入PI控制算法，對輸出功率進行整定。
[0066]其中，本公開實施例采用的PI控制算法可以表示為：
[0068] 其中u(t)為控制量，用于控制全橋逆變電路調(diào)整功率輸出值;e(t)為實際輸出功 率和給定功率的差值;kP為比例環(huán)節(jié)參數(shù)，即P參數(shù)，為積分環(huán)節(jié)參數(shù)，即I參數(shù)。上述比例 環(huán)節(jié)參數(shù)1^、積分環(huán)節(jié)參數(shù)1\可以通過仿真、實驗得到。
[0069] 步驟5、根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功率，使下一時刻 所述臭氧放電室的輸出功率接近所述給定功率。
[0070] 可見，采用本公開實施例提供的整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法通過仿真和實 驗整定出理想的參數(shù)，將系統(tǒng)辨識的方法應(yīng)用于臭氧發(fā)生裝置的頻率控制，結(jié)合PI控制算 法，實現(xiàn)對臭氧發(fā)生功率的精確閉環(huán)控制;實現(xiàn)在復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境下，臭氧發(fā)生裝置能 夠根據(jù)現(xiàn)場需要和生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境自動調(diào)節(jié)功率輸出，使臭氧發(fā)生裝置的實際輸出功率接近 符合生產(chǎn)現(xiàn)場需求的給定功率，提高了臭氧發(fā)生裝置的整體效率。
[0071] 對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但 是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某 些步驟可以采用其他順序或者同時進行。
[0072] 其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于可選實施例， 所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。
[0073] 對應(yīng)上述方法，本公開還提供了一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置，設(shè)置于 臭氧發(fā)生裝置的數(shù)字信號處理器DSP的控制器中。參照圖3根據(jù)一示例性實施例示出的一種 整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置框圖，所述裝置包括：
[0074] 頻率計算模塊21，用于根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭 氧放電室需要的最佳工作頻率；
[0075] 在本公開實施例中，上述環(huán)境參數(shù)包括但不限于:輸入臭氧放電室中的氣體的氣 壓、臭氧濃度、臭氧放電室的溫度、臭氧發(fā)生電源的溫度等參數(shù)。
[0076] 在本公開另一實施例中，當(dāng)上述環(huán)境參數(shù)具體為:輸入所述臭氧放電室的氧氣的 氣壓時，頻率計算模塊21可以采用以下公式確定臭氧放電室需要的最佳工作頻率：
[0078] 其中，傳遞函數(shù)G(s)表示最佳工作頻率與氧氣壓強的比值;Kp、Td、Tp 1為辨識參 數(shù)，s為頻域自變量。
[0079] 頻率控制模塊22,用于根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作 頻率；
[0080] 功率檢測模塊23,用于檢測在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放 電室的實際輸出功率；
[0081] 控制量計算模塊24,用于根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功 率，計算用于整定功率的控制量；
[0082]在本公開另一實施例中，控制量計算模塊24可以采用以下PI控制模型計算用于整 定功率的控制量；
[0084] 其中，u(t)為控制量，用于控制臭氧發(fā)生電源的工作頻率，進而調(diào)整所述臭氧放電 室的功率輸出值;e(t)為所述實際輸出功率和所述給定功率的差值;匕為比例調(diào)節(jié)參數(shù)，即 P參數(shù)，Ti為積分調(diào)節(jié)參數(shù)，即I參數(shù)。
[0085] 功率整定模塊25,用于根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功 率，使下一時刻所述臭氧放電室的輸出功率接近所述給定功率。
[0086] 相應(yīng)的，本公開還提供了一種臭氧發(fā)生裝置，包括:臭氧放電室、臭氧發(fā)生電源、 DSP控制器;其中，所述DSP控制器中設(shè)置有上述任一實施例所述的整定臭氧發(fā)生裝置輸出 功率的裝置；
[0087] 所述臭氧發(fā)生電源在所述DSP控制器的控制下為所述臭氧放電室提供高頻高壓電 源;所述高頻高壓電源信號作用于充入所述臭氧放電室中的氣體，產(chǎn)生臭氧。
[0088] 對于裝置實施例而言，由于其基本對應(yīng)于方法實施例，所以相關(guān)之處參見方法實 施例的部分說明即可。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件 說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以 不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的 需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本發(fā)明方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付 出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。
[0089] 本發(fā)明實施例提供的整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法，可以由臭氧發(fā)生裝置的 數(shù)字信號處理器DSP的控制器執(zhí)行，該DSP控制器的結(jié)構(gòu)可以參見圖4所示的示意圖。如圖4 所不，DSP控制器可以包括處理器(processor)510、通信接口（Communications Interface) 520、存儲器(memory)430、總線440。處理器410、通信接口 420、存儲器430通過總線440完成 相互間的通信。
[0090] 其中，存儲器430中可以存儲有整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的邏輯指令，該存儲器 例如可以是非易失性存儲器(non-volatile memory)。處理器410可以調(diào)用執(zhí)行存儲器430 中的整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的邏輯指令，以執(zhí)行上述整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方 法。例如，該整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的邏輯指令，可以是臭氧發(fā)生裝置的控制軟件的部 分功能對應(yīng)的程序，在處理器執(zhí)行該指令時，控制設(shè)備可以對應(yīng)的在顯示界面上顯示該指 令對應(yīng)的功能界面。
[0091] 實現(xiàn)整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的邏輯指令的功能如果以軟件功能單元的形式 實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@ 樣的理解，本公開的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的 部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若 干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā) 明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存 儲器（R0M，Read_0nly Memory)、隨機存取存儲器（RAM，Random Access Memory)、磁碟或者 光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0092] 本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其 它實施方案。本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或 者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識 或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的 權(quán)利要求指出。
[0093]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并 且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。
【主權(quán)項】
1. 一種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的方法，其特征在于，應(yīng)用于臭氧發(fā)生裝置的數(shù)字 信號處理器DSP的控制器中，所述臭氧發(fā)生裝置還包括：用于產(chǎn)生臭氧的臭氧放電室、在所 述DSP控制器的控制下為所述臭氧放電室提供高頻高壓電源的臭氧發(fā)生電源，所述方法包 括： 根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭氧放電室需要的最佳工作頻 率； 根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作頻率； 檢測在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放電室的實際輸出功率； 根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率，計算用于整定功率的控制 量； 根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功率，使下一時刻所述臭氧放 電室的輸出功率接近所述給定功率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)包括： 輸入氣體氣壓、臭氧濃度、所述臭氧放電室的溫度、所述臭氧發(fā)生電源的溫度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)為:輸入所 述臭氧放電室的氧氣的氣壓。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，采用以下公式確定臭氧放電室需要的最佳 工作頻率：其中，傳遞函數(shù)G(S)表示最佳工作頻率與氧氣壓強的比值;Kp、Td、Tpl為辨識參數(shù)，s為 頻域自變量。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述 實際輸出功率，采用以下PI控制模型計算用于整定功率的控制量；其中，u (t)為控制量，用13?制旲氧及王電源的犧出功準(zhǔn)，進m調(diào)?所述臭氧放電室的 功率輸出值;e(t)為所述實際輸出功率和所述給定功率的差值;kP為比例調(diào)節(jié)參數(shù)，即P參 數(shù)，T 1為積分調(diào)節(jié)參數(shù)，即I參數(shù)。6. -種整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置，其特征在于，設(shè)置于臭氧發(fā)生裝置的數(shù)字 信號處理器DSP的控制器中，所述裝置包括： 頻率計算模塊，用于根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場采集的臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)，確定臭氧放電 室需要的最佳工作頻率； 頻率控制模塊，用于根據(jù)所述最佳工作頻率控制當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的工作頻率； 功率檢測模塊，用于檢測在所述當(dāng)前時刻臭氧發(fā)生電源的作用下，所述臭氧放電室的 實際輸出功率； 功率控制量計算模塊，用于根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給定功率和所述實際輸出功率， 計算用于整定功率的控制量； 功率整定模塊，用于根據(jù)所述控制量控制下一時刻所述臭氧發(fā)生電源的輸出功率，使 下一時刻所述臭氧放電室的輸出功率接近所述給定功率。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述臭氧發(fā)生裝置的環(huán)境參數(shù)為:輸入所 述臭氧放電室的氧氣的氣壓。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述頻率計算模塊采用以下公式確定臭氧 放電室需要的最佳工作頻率：其中，傳遞函數(shù)G(S)表示最佳工作頻率與氧氣壓強的比值;Kp、Td、Tpl為辨識參數(shù)，s為 頻域自變量。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊根據(jù)所述生產(chǎn)現(xiàn)場對應(yīng)的給 定功率和所述實際輸出功率，采用以下PI控制模型計算用于整定功率的控制量；其中，u(t)為控制量，用于控制臭氧發(fā)生電源的輸出功率，進而調(diào)整所述臭氧放電室的 功率輸出值;e(t)為所述實際輸出功率和所述給定功率的差值;kP為比例調(diào)節(jié)參數(shù)，即P參 數(shù)，T 1為積分調(diào)節(jié)參數(shù)，即I參數(shù)。10. -種臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，包括:臭氧放電室、臭氧發(fā)生電源、DSP控制器;其 中，所述DSP控制器中設(shè)置有權(quán)利要求6至9任一所述的整定臭氧發(fā)生裝置輸出功率的裝置； 所述臭氧發(fā)生電源在所述DSP控制器的控制下為所述臭氧放電室提供高頻高壓電源； 所述高頻高壓電源信號作用于充入所述臭氧放電室中的氣體，產(chǎn)生臭氧。
【文檔編號】G05F1/66GK105892550SQ201610394828
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】翟維楓, 孫德輝, 董哲, 吳力普, 朱恒捷
【申請人】北方工業(yè)大學(xué), 北京科慧德自動化技術(shù)有限公司