專利名稱：基于dsp和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空調(diào)溫度自動控制技術(shù)領(lǐng)域，是一種基午DSP和自抗 擾技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)。
(二)
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的快速增長和人們對 居住舒適環(huán)境的渴望，空調(diào)以迅猛的速度走入千家萬戶。而自然資源 不斷被開采，能源需求日趨緊張，空調(diào)的節(jié)能性顯得尤為重要。空調(diào) 生產(chǎn)廠家也順應(yīng)這一潮流，不斷改進(jìn)壓縮機(jī)的控制方法，即空調(diào)的控 制技術(shù)，以追求高效、舒適、節(jié)能的特點(diǎn)來占領(lǐng)市場，因此壓縮機(jī)的 控制方法成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前各類型空調(diào)壓縮機(jī)控制技術(shù) 主要有恒速機(jī)、交流變頻控制、直流變頻控制、模糊控制技術(shù)等， 這些方法各有利弊，主要存在能耗高，損耗大，控制復(fù)雜，價(jià)格高， 維修難度大等缺點(diǎn)。而基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制方法是空 調(diào)性能提高的一個(gè)重要研究方向。
(三) 發(fā)明內(nèi)容-
本發(fā)明的目的在于提供一種基于新型控制技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)， 它結(jié)合DSP和自抗擾技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，可獲得響應(yīng)快速、精度高、 能耗少的性能提升，并且能大大提高空調(diào)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，減 少對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系 統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由包括自抗擾程序軟件的基于DSP芯片的自抗 擾控制器、變頻器、風(fēng)機(jī)及溫度變送器構(gòu)成；所說的基于DSP芯片的 自抗擾控制器的輸入端接收外部溫度設(shè)定信號和由溫度變送器送入 的信號，經(jīng)芯片內(nèi)部的自抗擾程序處理后，輸出端連接變頻器的輸入 端，傳遞輸出控制信號；變頻器輸出端連接風(fēng)機(jī)輸入端；溫度變送器 輸入端探測被控溫度，輸出端連接自抗擾控制器輸入端。
上述所說的基于DSP芯片的自抗擾控制器是由安排過渡過程部
分、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器部分和非線性組合部分構(gòu)成；輸入的預(yù)置信號連 接到安排過渡過程部分的信號輸入端，進(jìn)行延遲處理，依信號輸出端 輸出微分信號；被控對象的輸入控制信號及輸出信號連接到擴(kuò)張狀態(tài) 觀測器部分的信號輸入端，通過對系統(tǒng)的狀態(tài)量的升階觀測，依信號 輸出端輸出狀態(tài)量及其微分信號的觀測值；安排過渡過程部分和擴(kuò)張 狀態(tài)觀測器部分的輸出信號比較后得到的誤差信號連接到非線性組 合部分的信號輸入端，通過非線性的組合，依信號輸出端將控制信號 輸出，送入變頻器輸入端。
上述所說的基于DSP芯片的自抗擾控制器的自抗擾程序軟件的 工作步驟是
① 系統(tǒng)初始化；
② 檢測出數(shù)據(jù)；
③ 對檢測得到的數(shù)據(jù)用自抗擾控制算法處理；
④ 得到控制量；
⑤ 如果輸出控制量與預(yù)期控制量相同則運(yùn)行停止，如果不等則反 饋至前端重走步驟，直到相等，程序結(jié)束。
上述所說的變頻器接收由自抗擾控制器輸出的控制信號，進(jìn)而產(chǎn) 生相應(yīng)的控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行與停止的輸出電壓信號送入風(fēng)機(jī)輸入端。
上述所說的風(fēng)機(jī)部分根據(jù)變頻器送入的控制電壓控制輸出不同 風(fēng)速、送風(fēng)量及溫度。
上述所說的溫度變送器部分采集目標(biāo)溫度并轉(zhuǎn)換為電壓信號，送 入自抗擾控制器的實(shí)現(xiàn)控制反饋功能的輸入端
本發(fā)明的工作原理溫度變送器將被控對象的溫度轉(zhuǎn)換為電信號 反饋給基于DSP芯片的自抗擾控制器；自抗擾控制器將輸入的預(yù)置溫 度信號和由溫度變送器反饋來的信號分別進(jìn)行處理，將預(yù)置溫度信號 安排過渡過程處理，對溫度變送器送入的反饋信號經(jīng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測器 處理，再將以上兩類信號分別相減處理，得到誤差信號和誤差信號的 微分信號，然后將其進(jìn)行非線性組合處理之后輸出控制信號至變頻 器；變頻器接收到自抗擾控制器輸出的控制信號后，經(jīng)過內(nèi)部的變頻 電路處理，輸出實(shí)際控制信號，送入風(fēng)機(jī)，控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行與停止； 如果溫度比設(shè)定值低，則控制信號會使風(fēng)機(jī)加大送風(fēng)量，從而使溫度
降低，反之，則會使溫度升高，從而達(dá)到控制溫度的目的。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、硬件裝置與軟件編程相結(jié)合，硬件裝 置設(shè)計(jì)簡單，軟件編程通俗易懂；2、將自抗擾控制技術(shù)運(yùn)用在對壓 縮機(jī)的控制，由于自抗擾控制技術(shù)是很新的控制技術(shù)，其多方面的優(yōu) 點(diǎn)是其他控制器不可比擬的，如響應(yīng)速度快、控制精度高、抗擾動 性能強(qiáng)等；3、使用DSP控制芯片，運(yùn)行速度快、程序設(shè)計(jì)容易、運(yùn) 行穩(wěn)定，可以大大提高該控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制速度；4、使用 溫度變送器對被控溫度進(jìn)行檢測和反饋，精度高，速度快；5、整個(gè) 控制系統(tǒng)核心在自抗擾控制器的軟件實(shí)現(xiàn)上，對硬件改動不大，費(fèi)用 也就不高。
(四)


附圖1為本發(fā)明所涉一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系 統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本發(fā)明所涉一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系
統(tǒng)中的自抗擾控制器設(shè)計(jì)示意圖。
附圖3為本發(fā)明所涉一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系
統(tǒng)中的軟件控制流程圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例 一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)(見圖l)， 其特征在于該系統(tǒng)由硬件設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件組成，主要由自抗擾控制
器、變頻器、風(fēng)機(jī)及溫度變送器四部分組成；所說的自抗擾控制器部 分的輸入端連接外部溫度設(shè)定端子和溫度變送器輸出端子，其輸出端 連接變頻器；所說的變頻器輸出端連接風(fēng)機(jī)輸入端；溫度變送器輸入 端探測被控溫度，輸出端連接自抗擾控制器輸入端。
上述所說的自抗擾控制器部分(見圖2)是由DSP芯片構(gòu)成；自 抗擾控制器將輸入的溫度設(shè)定信號和由溫度變送器送入的信號，經(jīng)芯 片內(nèi)部的自抗擾程序處理后，輸出控制信號，送入變頻器的輸入端； 該模塊由安排過渡過程、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器和非線性組合三個(gè)部分組 成；所說的安排過渡過程部分主要是對輸入的預(yù)置信號進(jìn)行延遲處 理，從而提取其微分信號；所說的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器部分主要是根據(jù)輸 入的控制信號和輸出信號對系統(tǒng)的狀態(tài)量進(jìn)行升階觀測，從而得出狀
態(tài)量及其微分信號的觀測值；所說的非線性組合部分主要是將安排過 渡過程部分和擴(kuò)張狀態(tài)觀測器部分的輸出信號比較后得到的誤差信 號進(jìn)行非線性的組合，而得到控制信號，送入變頻器輸入端。
上述所說的變頻器部分(見圖1)是接收由自抗擾控制器輸出的 控制信號，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出電壓信號送入風(fēng)機(jī)輸入端，控制風(fēng)機(jī) 的運(yùn)行與停止。
上述所說的風(fēng)機(jī)部分(見圖1)是根據(jù)變頻器送入的控制電壓來 改變運(yùn)行方式，從而控制輸出風(fēng)速和送風(fēng)量，達(dá)到控制溫度的目的。
上述所說的溫度變送器部分(見圖1)是采集目標(biāo)溫度并轉(zhuǎn)換為 電壓信號，送入自抗擾控制器，實(shí)現(xiàn)控制的反饋功能。
上述所說的計(jì)算機(jī)軟件(見圖3)的工作步驟是①系統(tǒng)初始化。 ②檢測出數(shù)據(jù)③對檢測得到的數(shù)據(jù)用自抗擾控制算法處理。④得到控 制量。⑤如果輸出控制量與預(yù)期控制量相同則運(yùn)行停止，如果不等則 反饋至前端重走步驟，直到相等，程序結(jié)束。
權(quán)利要求
1、一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由包括自抗擾程序軟件的基于DSP芯片的自抗擾控制器、變頻器、風(fēng)機(jī)及溫度變送器構(gòu)成；所說的基于DSP芯片的自抗擾控制器的輸入端接收外部溫度設(shè)定信號和由溫度變送器送入的信號，經(jīng)芯片內(nèi)部的自抗擾程序處理后，輸出端連接變頻器的輸入端，傳遞輸出控制信號；變頻器輸出端連接風(fēng)機(jī)輸入端；溫度變送器輸入端探測被控溫度，輸出端連接自抗擾控制器輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控 制系統(tǒng)，其特征在于所說的基于DSP芯片的自抗擾控制器是由安排過 渡過程部分、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器部分和非線性組合部分構(gòu)成；輸入的預(yù) 置信號連接到安排過渡過程部分的信號輸入端，進(jìn)行延遲處理，依信 號輸出端輸出微分信號；被控對象的輸入控制信號及輸出信號連接到 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器部分的信號輸入端，通過對系統(tǒng)的狀態(tài)量的升階觀 測，依信號輸出端輸出狀態(tài)量及其微分信號的觀測值；安排過渡過程 部分和擴(kuò)張狀態(tài)觀測器部分的輸出信號比較后得到的誤差信號連接 到非線性組合部分的信號輸入端，通過非線性的組合，依信號輸出端 將控制信號輸出，送入變頻器輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控 制系統(tǒng)，其特征在于所說的基于DSP芯片的自抗擾控制器的自抗擾程 序軟件的工作步驟是① 系統(tǒng)初始化；② 檢測出數(shù)據(jù)；③ 對檢測得到的數(shù)據(jù)用自抗擾控制算法處理；④ 得到控制量；⑤ 如果輸出控制量與預(yù)期控制量相同則運(yùn)行停止，如果不等則反 饋至前端重走步驟，直到相等，程序結(jié)束。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控 制系統(tǒng)，其特征在于所說的變頻器接收由自抗擾控制器輸出的控制信號，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行與停止的輸出電壓信號送入風(fēng)機(jī)輸入端o
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控 制系統(tǒng)，其特征在于所說的風(fēng)機(jī)部分根據(jù)變頻器送入的控制電壓控制 輸出不同風(fēng)速、送風(fēng)量及溫度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控 制系統(tǒng)，其特征在于所說的溫度變送器部分采集目標(biāo)溫度并轉(zhuǎn)換為電 壓信號，送入自抗擾控制器的實(shí)現(xiàn)控制反饋功能的輸入端。
全文摘要
一種基于DSP和自抗擾技術(shù)的空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由包括自抗擾程序軟件的基于DSP芯片的自抗擾控制器、變頻器、風(fēng)機(jī)及溫度變送器構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)越性在于1.硬件裝置與軟件編程相結(jié)合，硬件裝置設(shè)計(jì)簡單，軟件編程通俗易懂；2.將自抗擾控制技術(shù)運(yùn)用在對壓縮機(jī)的控制，具有其他控制器不可比擬優(yōu)點(diǎn)，如響應(yīng)速度快、控制精度高、抗擾動性能強(qiáng)等；3.使用DSP控制芯片，運(yùn)行速度快、程序設(shè)計(jì)容易、運(yùn)行穩(wěn)定，可以大大提高該控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制速度；4.使用溫度變送器對被控溫度進(jìn)行檢測和反饋，精度高，速度快；5.整個(gè)控制系統(tǒng)核心在自抗擾控制器的軟件實(shí)現(xiàn)上，對硬件改動不大，費(fèi)用也就不高。
文檔編號F24F11/02GK101169279SQ20071015038
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者杰 何, 明 侯, 周永兵, 周雪松, 張智勇, 輝 王, 馬幼捷, 娟 龔 申請人:天津理工大學(xué)