[发明专利]一种基于模糊PID原理的氨制冷机组节流阀自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于制冷控制领域，特别涉及一种基于模糊PID原理的氨制冷机组节流阀自动控制方法。

背景技术

制冷系统广泛应用于冷库、工业制冷、空调、冰箱等多个领域，目前大型的制冷系统多是以氨为制冷剂的氨制冷机组，其主要包括冷凝器、储液罐、蒸发器、氨分罐和压缩机等几个部分，其中储液罐内的高压液氨通过节流阀减压后输送至氨分罐，并在重力或氨泵的作用下进入两端与氨分罐连通的蒸发器吸热气化，然后再返回氨分罐进行气液分离，再由压缩机将氨气抽吸压缩送入冷凝器冷凝液化后回到储液罐，从而完成制冷循环。这其中，节流阀控制着冷凝回路向蒸发回路供给的制冷剂的量，其开度对整个循环的稳定性具有至关重要的影响。然而，由于节流阀的开度与其流量间的关系非常复杂，且受压力、温度、个体差异等多方面因素的影响，因而长期以来，一直未有很好的办法对节流阀的开度进行自动调节，从而严重影响了对氨制冷机组的自动控制。目前，供液的传统控制方法是将节流阀预置一个相对较大的开度，并在节流阀至氨分罐的通路中串接电磁阀，由加装于氨分罐侧壁上的浮球阀控制电磁阀的启闭，从而实现对前述制冷循环供液量的控制。由于该方法对供液的控制不连续，导致在电磁阀开启和关闭的过程中氨分罐内的压力产生振荡；并且由于浮球阀的安装位置限定了供液高度的控制范围，无法针对系统的热载荷、制冷剂的量等因素进行调节；此外由于浮球阀的行程较大，还导致氨分罐内的液位大幅波动，系统工作不平稳，这些都对系统的制冷效率造成负面影响，从而造成能源的浪费。

因此，亟需提供一种可以避免上述传统控制方法缺点的制冷系统供液控制方法。具体是，通过对节流阀开度的自动调节实现对制冷系统供液量的连续平稳控制，并可根据系统热载荷及制冷剂量的具体情况自动调节稳定供液量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于模糊PID原理的氨制冷机组节流阀自动控制方法，包括以下步骤：

预先设定一氨分罐初始目标液位GL₀；

设定系统目标过热度SH_g，根据所述系统目标过热度过热度SH_g和测得的系统当前过热度SH_i计算出系统过热度的偏差SH_e及系统过热度偏差的变化率SH_ec，将所述系统过热度的偏差SH_e及系统过热度偏差的变化率SH_ec输入至第一模糊控制器，利用第一隶属度函数进行模糊化处理，并查询第一模糊规则得到模糊结果，并通过第一解模糊步骤得到氨分罐目标液位的调节量ΔGL，从而得到更新的氨分罐目标液位GL；

通过设置在氨分液罐上的液位传感器获取氨分罐当前液位L_i，根据所述氨分罐当前液位L_i与所述更新的氨分罐目标液位GL计算出氨分罐液位的偏差值L_e以及偏差变化率L_ec，并将所述氨分罐液位的偏差值L_e以及偏差变化率L_ec输入模糊PID控制模块，所述模糊PID控制模块计算后输出节流阀的开度调节量。

优选的是，所述的基于模糊PID原理的氨制冷机组节流阀自动控制方法，中，所述模糊PID控制模块包括：

控制参数自整定模块，其包括第二模糊控制器、第三模糊控制器和第四模糊控制器，分别将氨分罐液位的偏差值L_e以及偏差变化率L_ec输入所述第二模糊控制器、所述第三模糊控制器和所述第四模糊控制器，利用第二隶属度函数进行模糊化处理，并分别查询第二模糊规则、第三模糊规则和第四模糊规则得到模糊结果，并通过第二解模糊步骤分别得到调节量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d。

优选的是，所述的基于模糊PID原理的氨制冷机组节流阀自动控制方法，中，所述模糊PID控制模块还包括PID控制模块，其输入量为所述氨分罐当前液位L_i与所述氨分罐目标液位的偏差值L_e，并预先设定K_p0、K_i0和K_d0，根据所述调节量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d，得到当前K_pi、K_ii、K_di，根据PID原理计算出节流阀的开度调节量。