[发明专利]基于DSP和自抗扰技术的空调控制系统

说明书

(一)技术领域：

本发明属于空调温度自动控制技术领域，是一种基于DSP和自抗扰技术的空调控制系统。

(二)背景技术：

随着现代工业和城镇建设的快速发展，经济的快速增长和人们对居住舒适环境的渴望，空调以迅猛的速度走入千家万户。而自然资源不断被开采，能源需求日趋紧张，空调的节能性显得尤为重要。空调生产厂家也顺应这一潮流，不断改进压缩机的控制方法，即空调的控制技术，以追求高效、舒适、节能的特点来占领市场，因此压缩机的控制方法成为这一领域的研究热点。当前各类型空调压缩机控制技术主要有：恒速机、交流变频控制、直流变频控制、模糊控制技术等，这些方法各有利弊，主要存在能耗高，损耗大，控制复杂，价格高，维修难度大等缺点。而基于DSP和自抗扰技术的空调控制方法是空调性能提高的一个重要研究方向。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于新型控制技术的空调控制系统，它结合DSP和自抗扰技术的各项优点，可获得响应快速、精度高、能耗少的性能提升，并且能大大提高空调运行的稳定性和可靠性，减少对系统稳定性的影响。

本发明的技术方案：一种基于DSP和自抗扰技术的空调控制系统，其特征在于该系统由包括自抗扰程序软件的基于DSP芯片的自抗扰控制器、变频器、风机及温度变送器构成；所说的基于DSP芯片的自抗扰控制器的输入端接收外部温度设定信号和由温度变送器送入的信号，经芯片内部的自抗扰程序处理后，输出端连接变频器的输入端，传递输出控制信号；变频器输出端连接风机输入端；温度变送器输入端探测被控温度，输出端连接自抗扰控制器输入端。

上述所说的基于DSP芯片的自抗扰控制器是由安排过渡过程部分、扩张状态观测器部分和非线性组合部分构成；输入的预置信号连接到安排过渡过程部分的信号输入端，进行延迟处理，依信号输出端输出微分信号；被控对象的输入控制信号及输出信号连接到扩张状态观测器部分的信号输入端，通过对系统的状态量的升阶观测，依信号输出端输出状态量及其微分信号的观测值；安排过渡过程部分和扩张状态观测器部分的输出信号比较后得到的误差信号连接到非线性组合部分的信号输入端，通过非线性的组合，依信号输出端将控制信号输出，送入变频器输入端。

上述所说的基于DSP芯片的自抗扰控制器的自抗扰程序软件的工作步骤是：

①系统初始化；

②检测出数据；

③对检测得到的数据用自抗扰控制算法处理；

④得到控制量；

⑤如果输出控制量与预期控制量相同则运行停止，如果不等则反馈至前端重走步骤，直到相等，程序结束。

上述所说的变频器接收由自抗扰控制器输出的控制信号，进而产生相应的控制风机的运行与停止的输出电压信号送入风机输入端。

上述所说的风机部分根据变频器送入的控制电压控制输出不同风速、送风量及温度。

上述所说的温度变送器部分采集目标温度并转换为电压信号，送入自抗扰控制器的实现控制反馈功能的输入端

本发明的工作原理：温度变送器将被控对象的温度转换为电信号反馈给基于DSP芯片的自抗扰控制器；自抗扰控制器将输入的预置温度信号和由温度变送器反馈来的信号分别进行处理，将预置温度信号安排过渡过程处理，对温度变送器送入的反馈信号经扩张状态观测器处理，再将以上两类信号分别相减处理，得到误差信号和误差信号的微分信号，然后将其进行非线性组合处理之后输出控制信号至变频器；变频器接收到自抗扰控制器输出的控制信号后，经过内部的变频电路处理，输出实际控制信号，送入风机，控制风机的运行与停止；如果温度比设定值低，则控制信号会使风机加大送风量，从而使温度降低，反之，则会使温度升高，从而达到控制温度的目的。

本发明的优越性在于：1、硬件装置与软件编程相结合，硬件装置设计简单，软件编程通俗易懂；2、将自抗扰控制技术运用在对压缩机的控制，由于自抗扰控制技术是很新的控制技术，其多方面的优点是其他控制器不可比拟的，如：响应速度快、控制精度高、抗扰动性能强等；3、使用DSP控制芯片，运行速度快、程序设计容易、运行稳定，可以大大提高该控制系统的响应速度和控制速度；4、使用温度变送器对被控温度进行检测和反馈，精度高，速度快；5、整个控制系统核心在自抗扰控制器的软件实现上，对硬件改动不大，费用也就不高。

(四)附图说明：

附图1为本发明所涉一种基于DSP和自抗扰技术的空调控制系统的总体结构示意图。

附图2为本发明所涉一种基于DSP和自抗扰技术的空调控制系统中的自抗扰控制器设计示意图。