[发明专利]室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法

权利要求书

1.室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：建立变频器的数学模型；

步骤SS2：建立电动机的数学模型；

步骤SS3：建立油泵的数学模型；

步骤SS4：建立热水机的数学模型；

步骤SS5：在燃油锅炉水温的控制系统中，将所述变频器的数学模型、所述电动机的数学模型、所述油泵的数学模型和所述热水机的数学模型结合起来，得到燃油锅炉水温开环控制系统的传递函数G_k(s)和燃油锅炉水温闭环控制系统的传递函数G(s)；

步骤SS6：由所述燃油锅炉水温闭环控制系统的传递函数求出系统的状态方程；

步骤SS7：获取状态反馈控制器，并结合燃油锅炉水温控制系统闭环传递函数求得优化后的燃油锅炉水温控制系统闭环传递函数。

2.根据权利要求1所述的室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法，其特征在于，所述步骤SS1具体包括：

所述变频器的数学模型的传递函数为：

其中，U₁(s)为异步电机定子相电压(V)；U_c(s)为变频器的输入电压(V) 。

3.根据权利要求1所述的室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法，其特征在于，所述步骤SS2具体包括：

所述电动机的数学模型的传递函数为：

其中，K_M为电动机增益系数；T_L为电动机机械时间常数；T_S为电动机电气时间常数。

4.根据权利要求3所述的室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法，其特征在于，所述K_M作为电动机的增益系数，取值为1；T_L为电动机机械时间常数，取值为0.2534s；T_S为电动机电气时间常数，取值为0.024s，将取值后的K_M、T_L、T_S带入所述电动机的数学模型的传递函数得到：

5.根据权利要求1所述的室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法，其特征在于，所述步骤SS3具体包括：

所述油泵的数学模型的传递函数为：

其中：q(s)为油泵的额定流量(m³/s)；n(s)为油泵的额定转速(r/min)；

油泵的额定流量和油泵的额定转速都为定值，将所述油泵的数学模型简化为比例环节，比例系数k取1。

6.根据权利要求1所述的室内暖气温度控制系统模型及其鲁棒干扰抑制控制方法，其特征在于，所述步骤SS4具体包括：根据热水机的热平衡方程来建立热水机的数学模型，设定如下假设：油经雾化器转化为气体并且达到完全燃烧的状态；热水机内的温度区域互不影响且热流是单向流动的；热水机内水的断面是均匀的；

则得到热水机的传递函数为：其中：

Q_D—柴油的发热量(J/kg)；

C_r—柴油的平均比热(J/kg℃)；

T_r—柴油的平均比热(℃)；

n—消耗空气系数；

C_k—空气的平均比热(J/kg℃)；

T_k—空气的平均温度(℃)；

C_g—被加热物体的比热(J/kg℃)；

T_g—被加热物体的温度值(℃)；

C_e1—热水机机内气流流出的比热值(J/kg℃)；

T_e1—热水机机内气流流出的温度值(℃)；

s—热水机厚度(m)；

λ—热水机的导热系数；

A—热水机机体的散热面积(m²)；

0.06—热阻常数。