[发明专利]一种热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法及系统

权利要求书

1.一种热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据设计参数，采用机理法快速获得热管堆线性动态模型，修正热管堆线性动态模型中的关键参数；

S2、基于步骤S1得到的热管堆线性动态模型，采用机理法快速推导热管堆动态模型方程，根据热管堆的设计参数和节点划分建立热管堆动态模型；

S3、根据节点划分过程中引入的关键参数确定步骤S2建立的热管堆线性动态模型中关键参数的位置，根据关键参数的初始值获得初始热管堆线性动态模型；

S4、基于步骤S1得到的热管堆线性动态模型的关键参数，根据实际热管堆系统的运行数据或热管堆系统模型的计算数据优化热管堆线性动态模型的关键参数，对热管堆线性动态模型进行修正，获得修正的热管堆线性动态模型模型；

S5、基于步骤S3得到的初始热管堆线性动态模型或步骤S4修正的热管堆线性动态模型模型，在不同的稳态工作点进行线性化，获得不同工作点的传递函数模型或状态空间模型。

2.根据权利要求1所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，步骤S1中，根据热管堆设计参数确定热管堆动态仿真模型，基于参考数据对热管堆动态仿真模型关键参数进行修正，并利用修正的热管堆线性动态模型设计热管堆控制系统，并将热管堆控制系统应用于实际系统中。

3.根据权利要求1所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，步骤S2中，利用机理法快速推导热管堆动态模型方程，根据热管堆控制系统设计需求对热管堆的结构进行节点划分，并获得各个节点的能量守恒方程，根据热管堆的设计参数，建立热管堆的动态模型。

4.根据权利要求3所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，各个节点的能量守恒方程如下：

其中，ρ为节点密度，c为节点比热容，T为节点温度，V为节点体积，t为时间，Q_in为单位时间内传入该节点的能量，Q_out为单位时间内传出该节点的能量，Q_gen为单位时间内该节点产生的能量。

5.根据权利要求1所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，步骤S3中，关键参数包括引入的等效换热系数和等效节点的积分比热容。

6.根据权利要求1所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，步骤S4中，利用实际热管堆系统的运行数据或参考热管堆系统模型的计算数据作为参考数据，引入相同的扰动对比实际热管堆系统或参考热管堆模型与热管堆线性动态模型的响应，基于对比的差值对热管堆线性动态模型关键参数进行优化，对动态模型进行修正。

7.根据权利要求6所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，对热管堆线性动态模型关键参数进行优化具体为：

输入初步计算的关键参数，并计算动态模型的响应，与参考热管堆系统模型的响应进行对比，根据差值计算性能函数并进行判断，当满足性能指标时，获得最佳的关键参数；若不满足性能指标时，对关键参数进行优化，判断优化后的关键参数是否在设定范围内，若不在设定范围内，重新修正关键参数，若在设定范围内，输入修正后的关键参数。

8.根据权利要求7所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，性能函数J具体为：

其中，T为仿真时间，y为系统模型的响应，y_r为参考模型的响应。

9.根据权利要求1所述的热管堆控制系统设计用线性动态模型获取方法，其特征在于，步骤S5中，基于动态模型，在不同的稳态工作点进行线性化，得到对应工作点的线性化模型，表现为传递函数模型或状态空间模型，以该模型作为控制系统的设计基础。

10.一种热管堆控制系统设计用线性动态模型获取系统，其特征在于，包括：

构建模块，根据设计参数，采用机理法快速获得热管堆线性动态模型，修正热管堆线性动态模型中的关键参数；

推导模块，基于构建模块得到的热管堆线性动态模型，采用机理法快速推导热管堆动态模型方程，根据热管堆的设计参数和节点划分建立热管堆动态模型；

初始模块，根据节点划分过程中引入的关键参数确定推导模块建立的热管堆线性动态模型中关键参数的位置，根据关键参数的初始值获得初始热管堆线性动态模型；

修正模块，基于构建模块得到的热管堆线性动态模型的关键参数，根据实际热管堆系统的运行数据或热管堆系统模型的计算数据优化热管堆线性动态模型的关键参数，对热管堆线性动态模型进行修正，获得修正的热管堆线性动态模型模型；

输出模块，基于初始模块得到的初始热管堆线性动态模型或修正模块修正的热管堆线性动态模型模型，在不同的稳态工作点进行线性化，获得不同工作点的传递函数模型或状态空间模型。