多变量极值搜索控制在跨临界CO 2 中间过冷补气热泵系统中的应用

发布时间：2022-01-08 10:09

　　为了将跨临界CO₂中间补气过冷热泵热水器的实时能耗控制在最低水平,将多变量极值搜索算法运用到跨临界CO₂中间补气过冷系统的控制方案,将系统功耗设定为目标优化量,跨临界CO₂系统的排气压力和中间压力设定为控制量。采用仿真软件Dymola（Modelica 3.2.3）和模型库ThermalSystems（TLK-thermo、GmbH）搭建了跨临界CO₂中间过冷补气热泵热水器和相应控制系统的动态模型,在环境温度-12℃,进、出水温度为45℃、65℃工况下,给定系统初始状态点为排气压力12MPa、中间压力7MPa,经过极值搜索控制器作用后,排气压力与中间压力稳定控制在能够实现系统最低能耗的最优参数下,验证了该控制方案的有效性。为了验证该系统的可靠性,模拟过程中极值搜索系统在排气压力和中间压力的运行初值分别为10、6 MPa,10、8 MPa,14、6MPa,14、8MPa的情况下,系统均能到达并收敛到最低能耗点。 

【文章来源】：西安交通大学学报. 2020,54(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

多变量极值搜索控制的程序框图

将中间压力固定在7 MPa，针对排气压力通道进行多个阶跃响应以估计其动态热力学特性，如图2所示。系统的动态热力学特性由标准化的压缩机功耗表示为式中：WN为标准化功耗；W0为阶跃响应前的稳态值；WS为阶跃响应后的新的稳态值；Wt为响应过程中的瞬时值。

依据动态输入特性式（4）以及带通滤波器式（5），计算得到相角αDis=35.14°。将排气压力固定在12MPa，针对中间压力通道进行多个阶跃响应以估计其动态热力学特性，结果如图3所示，分别选取设计工况下中间压力为7.5、8.0、8.5 MPa，并且实现0.5 MPa的阶跃变化。为了保证极值搜索系统稳定性，选取响应最慢的一组来估计中间压力通道的动态输入特性。中间压力通道动态输入特性估计为

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3576366