[发明专利]变频式工业冷水机高精度快速控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制领域，特别涉及变频式工业冷水机水温以无超调的效果控制在±0.05℃的控制系统。

背景技术

变频式工业冷水机是采用变频调速的方法控制制冷压缩机，实现冷量的连续调节，并将所制取冷量传递给冷冻水，使其温度稳定在期望值附近的工业设备。

按照常规的控制方法，变频式工业冷水机（以下简称“冷水机”）可以采用PID方法调节制冷压缩机的转速，从而调节传递给冷冻水的制冷量，以达到控制冷冻水温度的目的。这种方法在实际应用上存在许多问题：1、PID方法控制水温是一个衰减振荡过程，需要消耗很长的时间才能使水温达到期望温度附近；2、由于要求的控制精度非常高，当冷水机的外界环境空气场的温湿度、风速分布等难以单点测量的参数稍有变化，同样转速的制冷压缩机驱动的制冷系统输出的冷量就会变化，导致水温波动超出±0.05℃，因此，PID方法不能将水温控制在±0.05℃范围内；3、采用PID方法只能控制制冷压缩机，不能控制制冷系统中的另一个调节元件——膨胀阀。膨胀阀是根据制冷系统的过热度自行调节开度的器件，而膨胀阀的开度又对制冷压缩机输出的冷量起到关键作用。直接采用PID方法控制制冷压缩机很容易在制冷系统启动后的一段时间里，膨胀阀的开度变化过快，使整个系统的制冷量出现较大的波动，进而引起冷冻水温的波动，严重时会使之无法稳定在期望温度附近。

发明内容

为了解决传统PID方法难以使变频式工业冷水机的水温达到高精度快速控制效果的问题，本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：变频式工业冷水机高精度快速控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据冷冻水温度T_n与冷冻水温度设定值的偏差ΔT_n，确定冷水机的启动工况包括：

ΔT_n≤0：冷水机处于工况1

0＜ΔT_n≤T_a：冷水机处于工况2

ΔT_n＞T_a：冷水机处于工况3

其中，T_a为第1工况和第2工况的临界温度值，T_a＞0；

2）如果冷水机处于工况1，冷水机不启动；

3）如果冷水机处于工况3，则v＝k·u_n，其中，v为压缩机转速，k为常数，u_n为压缩机转速的控制量，由

计算而得；N为控制量u_n作用周期的整数倍；K为正整数；u_c为控制量固定增量；N、K、u_c均为常数；u_max为控制量的最大值；

4）如果冷水机处于工况2，则v＝k·u_n，