[发明专利]一种风冷式空压机热风循环系统和控制方法

权利要求书

1.一种风冷式空压机热风循环系统控制方法，所述风冷式空压机热风循环系统包括空压机机组(1)、以及固定连接在热风循环系统的空压机机组(1)排气端的通风管道(2)，通风管道(2)另一端接入室外大气，其特征在于：所述通风管道(2)设有插孔(A2)、插孔(A2)通过导轨(A5)配合设置有在滚珠丝杠副(A4)驱动下移动的插板(A1)，插孔(A2)上游室内段的通风管道(2)设有出气口(B5)，出气口(B5)上设有盖板门(B1)，所述盖板门(B1)一端与通风管道(2)通过铰链连接，通风管道(2)外壁与盖板门(B1)之间设有与通风管道(2)固定连接的驱动盖板门(B1)活动的舵机(B3)；

所述风冷式空压机热风循环系统，还包括上位机(102)、单片机模块(100)、功率变换器(101)以及数字采集器DS1820(104)，所述上位机(102)和单片机模块(100)交互，单片机模块(100)输出脉冲串通过功率变换器(101)控制步进电机(A3)，单片机模块(100)输出PWM控制舵机(B3)，单片机模块(100)收集分析数字采集器DS1820(104)采集的数据；

所述风冷式空压机热风循环系统控制方法，包括：

S1：系统开机时同时舵机关闭盖板门(B1)和插板(A1)打开；

S2：通过上位机(102)调整单片机模块(100)程序中的初始值S(a)；

S3：DS1820采集的信号C(a)传送给单片机模块周期性捕捉；

S4：单片机模块(100)计算出偏差值P(a)＝C(a)-S(a)；

S5：单片机模块(100)判断偏差值P(a)与滞后值ξ以及滞回值μ的关系，正向变化的偏差值P(a)大于等于ξ时进入步骤S7，负向变化的偏差值P(a)小于等于μ时进入步骤S6；

S6：单片机模块(100)运行PID控制算法，通过控制算法输出PWM控制舵机开启盖板门，单片机模块输出脉冲串通过功率变换器控制步进电机角位移来移动插板位置调整通风管道内气体向室外排出气体量；其中PID控制算法依据公式U(a)＝Kp[P(a)-P(a-1)]+KiP(a)+Kd[P(a)-2P(a-1)+P(a-2)]进行计算，其中U(a)表示控制量，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数，Kd表示微分系数，μ表示滞回值，a为变量；输出完成后捕捉周期完成，进入步骤S8；

S7：单片机模块(100)输出PWM控制舵机关闭盖板门，单片机模块(100)输出脉冲串通过功率变换器(101)控制步进电机(A3)角位移来移动插板使通风管道完全通畅；输出完成后捕捉周期完成，进入步骤S8；

S8：返回初始值S(a)装入前，其中，可以重新设置初始值S(a)，上述过程S2到S8循环执行。

2.根据权利要求1所述的一种风冷式空压机热风循环系统控制方法，其特征在于：所述滚珠丝杠副(A4)包括固定连接在插板(A1)一端用于沿导轨(A5)移动插板的螺母总成(A43)、与螺母总成(A43)配合的丝杠(A42)以及固定连接在通风管道用于支撑丝杠(A42)一端的轴承座(A41)和另一端的电机座(A44),所述电机座固定连接用于传动丝杠(A42)的步进电机(A3)。

3.根据权利要求1所述的一种风冷式空压机热风循环系统控制方法，其特征在于：舵机(B3)输出端与盖板门(B1)之间设有用于开启、调节、关闭盖板门(B1)的二连杆机构(B2)，所述二连杆机构(B2)包括主动连杆(B21)和从动连杆(B22)，从动连杆(B22)的一端与盖板门(B1)通过销轴铰接，从动连杆(B22)的另一端与主动连杆(B21)的一端通过转轴连接，主动连杆(B21)的另一端与舵机(B3)输出端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种风冷式空压机热风循环系统控制方法，其特征在于：步骤S2中的初始值S(a)范围大小限定在DS1820采集26℃-39℃输出的数据对应，初始值S(a)调整通过上位机的组态软件来操作。

5.根据权利要求1所述的一种风冷式空压机热风循环系统控制方法，其特征在于：步骤S3中的DS1820采集器输出一个数据时效是15us，单片机模块捕捉DS1820的数据周期设置在60s。