[发明专利]一种用于有机朗肯循环的经济模型预测控制方法

权利要求书

1.一种用于有机朗肯循环的经济模型预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，建立有机朗肯循环的机理模型；

所述有机朗肯循环的机理模型的状态空间形式表示为：

式中为所述有机朗肯循环的系统状态向量的导数，x为所述有机朗肯循环的系统状态向量，为有机朗肯循环的系统输入向量，为所述有机朗肯循环的质量矩阵；

所述系统状态向量x＝[L_e1，L_e2，P_e，h_eo，T_ew1，T_ew2，T_ew3]，通过建立蒸发器的移动边界模型得到，具体如下：

根据移动边界建模的原理，把蒸发器分为过冷区、两相区和过热区这三个区域，各区域内有机工质的物性参数按集总参数方式处理，L_e1，L_e2分别为过冷区和两相区的长度，P_e表示蒸发器内工质的蒸发压力，h_eo表示蒸发器出口处工质的焓值，T_ew1，T_ew2，T_ew3分别表示过冷区、两相区和过热区内管壁的温度；

S2，根据系统状态变量动态特性的快慢对所述机理模型进行降阶处理得到简化模型；

S3，选定控制量和约束条件，基于所述的简化模型，以有机朗肯循环的净输出功率的积分作为优化目标建立经济模型预测控制器；

S4，转化经济模型预测控制器，具体操作如下：

把控制器优化目标的积分表达式转变为微分表达式并增广至简化模型中，同时将所述优化目标的积分表达式转变为标量表达式；

S5，对转化后的经济模型预测控制器进行求解得到最优控制量以控制所述的有机朗肯循环。

2.如权利要求1所述的用于有机朗肯循环的经济模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S2中降阶处理包括如下步骤：

S2-1，根据系统状态变量动态特性的快慢区别，选定其中的n个动态特性快的系统状态变量作为代数状态变量，n＝1～4；

S2-2，将机理模型中选定的n个代数状态变量对应的微分方程变成了代数方程，从而完成简化。

3.如权利要求2所述的用于有机朗肯循环的经济模型预测控制方法，其特征在于，所述n＝3。

4.如权利要求2所述的用于有机朗肯循环的经济模型预测控制方法，其特征在于，所述步骤S3中约束条件如下：

其中：

u(t)为t时刻的工质流量；

P_e(t)为t时刻蒸发器内工质的蒸发压力；

h_o(t)为t时刻蒸发器出口处工质的焓值；

SH(P_e(t)，h_o(t))为t时刻蒸发器出口处工质的过热值；

T_out(P_e(t)，h_o(t))为t时刻蒸发器出口处工质的温度；

u_min、u_max、P_min、P_max、SH_min、T_{out_max}分别为预先设定的常量。