CN108444201B - 一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈‑模糊控制系统及控制方法，该系统包括控制模块、压缩机、蒸发器以及冷库模型，控制模块包括模糊控制器、前馈控制器、减法器和加法器，冷库内设定温度以及控制系统输出温度反馈值经过减法器后得到温差信号，再经过模糊控制器处理后输入加法器，冷库总负荷经过前馈控制器进行处理后输入加法器，加法器输出频率信号给压缩机进行变频处理，然后输出给蒸发器，蒸发器输出、冷库总负荷以及冷库外环境温度共同作用于冷库模型，得到控制系统输出温度。本发明解决传统冷库温度控制方案对温度控制较为滞后，甚至出现震荡的现象，实现温控系统的提前响应，使温度控制更为及时、准确，保证了冷库冷机的性能。

Description

一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统及控 制方法

技术领域

本发明涉及制冷自动控制系统，特别是涉及一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统。

背景技术

我国冷冻业、冷藏业发展迅速，低温仓储业取得了重大进步，据统计我国冷库的电能耗约占整个冷库成本的25％～30％左右，因此冷库作为冷藏连中最重要的一个环节，其制冷技术显得尤为重要。冷藏库随着自动化行业的发展也变得越来越智能化，然而在冷库自动化的同时，冷库的节能技术始终没有得到重视，一方面是由于国内很少有将节能技术和自动化技术结合的案例，另一方面则是在工程上应用一些控制思想也存在着一些困难。

冷库的自动控制系统最初是由双位控制系统ON/OFF组成，后来逐渐发展成以PID算法为核心的直接数字控制系统。但是冷库控制是一个十分复杂的能量传递系统，并且存在着大惯性，大滞后的特点。因此如果不加以人工辅助调节的话，容易产生系统响应不及时，温度波动较大，甚至造成能源浪费的现象。

模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术，属于一种非线性的控制技术。针对复杂的，系统模型难以确立的系统，模糊控制技术能够结合人脑思想，依据专家经验给出判断依据，从而达到简化系统，达成控制的目的，被越来越多地应用于智能控制领域。

前馈控制是事先分析和评估即将输入系统的扰动因素对输出结果的影响，并于期望的管理目标同预测结果进行对照的控制技术。前馈控制相比反馈控制而言最有利的有点就在于前者是基于最新、最全的信息进行的认真、反复的预测，可以弥补反馈系统具有的被动性及时滞性的缺点，使得控制系统在信号响应之前超前反应。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供了一种可以有效提高温度控制系统的控制效率，有效解决由于系统大时滞后所产生的控制精度不高或是系统振荡的现象，避免能源浪费现象的产生，提高冷库制冷系统的制冷效率的基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统。

技术方案：本发明提供了一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统，该系统包括：控制模块、压缩机、蒸发器以及冷库模型，所述控制模块包括模糊控制器、前馈控制器、减法器和加法器，冷库内设定温度以及控制系统输出温度反馈值经过减法器后得到温差信号，该温差信号经过模糊控制器处理后输入加法器，冷库总负荷经过前馈控制器进行处理后输入加法器，模糊控制器输出和前馈控制器输出进行累加计算后输出频率信号给压缩机，经压缩机变频处理后，将信号输出给蒸发器，蒸发器输出冷量、冷库总负荷以及冷库外环境温度共同作用于冷库模型，得到控制系统输出温度，并将该输出温度作为反馈值反馈至控制模块的减法器，作为控制模块中减法器的一个输入。

其中，所述模糊控制器包括第一比例器、第一限幅处理器、模糊推理器、微分器、第二限幅处理器以及第二比例器，所述减法器的输出为第一比例器的输入，所述第一比例器的输出为第一限幅处理器的输入，所述第一限幅处理器的输出一方面为微分器的输入，另一方面又与微分器的输出一起作为模糊推理器的两个输入，模糊推理器的输出为第二限幅处理器的输入，第二限幅处理器的输出为第二比例器的输入，第二比例器的输出与所述前馈控制器的输出一起作为加法器的输入。

所述模糊推理器为双输入单输出控制器。

所述前馈控制器的传递函数G_f通过不变性原理求得。

一种基于所述控制系统的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

(1)通过第一温度传感器采集控制系统输出温度t₁(s)，第二温度传感器采集外界环境温度t_out(s)；

(2)计算冷库总负荷Q(s)，将其输入至前馈控制器，前馈控制器根据传递函数G_f，将冷库总负荷Q(s)转变为频率信号f₁；具体计算公式为：

f₁＝Q(s)·G_f (1)；

(3)减法器对控制系统输出温度t₁(s)及冷库内设定温度t_sp(s)的差值进行计算，将差值△t₁(s)输入至模糊控制器；具体计算公式为：

△t₁(s)＝t_sp(s)-t₁(s) (2)；

(4)模糊控制器根据隶属函数，对输入信号进行模糊化处理，按照离线设计好的规则库及数据库，将其转换为输出信号并将其解模糊化处理，得到频率信号f₂；

(5)加法器对两个频率信号f₁和f₂进行累加，得到压缩机输入频率信号f，并将其送至压缩机，具体计算公式为：

f＝f₁+f₂ (3)；

(6)压缩机根据频率信号f进行转速的调节，从而控制压缩机质量流量q_m；

(7)蒸发器通过不断变化的压缩机质量流量q_m，从而调整冷库模型的热环境；

(8)若冷库内温度在控制范围之内，则停止本次控制，否则返回至步骤(1)，重新进行控制活动。

进一步的，所述步骤(2)中冷库总负荷Q(s)的计算方法为：

Q(s)＝h_aS_a(t_out(s)-t_sp(s)) (4)；

其中，Q(s)为冷库总负荷，h_a为冷库内与冷库外环境的综合传热系数，S_a为冷库内与冷库外环境换热的总面积，t_out(s)为冷库外环境温度；

在实际测量计算时，当冷库一个或者多个表面与不同外界环境同时进行换热时，综合传热系数h_a通过以下方法计算：

其中V_m为冷库内盘管送风量，t_o为送风温度，t_i为回风温度，c_a为冷库内空气密度，假定冷库与n个外界环境进行换热，则S_ai为与第i个外界环境的换热面积，t_out,i为第i个外界环境的环境温度，t₁(s)为控制系统输出温度。

但由于围护存在着热惯性，因此将(4)式变换成：

其中，T_m为系统惯性时间常数，T为系统纯时滞时间常数。

进一步的，所述步骤(2)中前馈控制器的传递函数G_f的计算方法通过以下方法求得：

(21)压缩机的变频控制等效为一阶惯性对象，设其传递函数为：

其中k_d为开环增益，T_d为惯性时间常数；

则压缩机质量流量与输入频率有以下关系：

其中，q_m为压缩机质量流量，f为压缩机输入频率信号；

(22)对蒸发器进行分析有：

Q(s)＝q_m(h₂-h₁) (8)；

其中，Q(s)为冷库总负荷，h₁与h₂分别为蒸发器进口焓值和出口焓值，q_m为压缩机质量流量，但由于冷库总负荷Q(s)对压缩机质量流量q_m的变化有很大的惯性，且冷库总负荷要传递至冷机并被冷机检测具有很大的延时，因此将(8)式变换成：

其中，T_m为系统惯性时间常数，T为系统纯时滞时间常数，假定蒸发器进出口焓h₁和h₂值为固定，由此可知Q(s)与q_m成线性比例关系；

即：

其中，Qn为冷机额定制冷量，q_n为压缩机额定质量流量；

(23)对冷库模型进行分析则有：

其中，△t₂(s)＝t_out(s)-t_sp(s)；

在此基础上，可令公式(6)与公式(11)进行耦合，从而共同作用于冷库模型，即：

根据公式(6)、(12)令：

其中，G₁为压缩机变频控制流量环节，G₂为蒸发器对冷库内热环境的影响环节，G₃为冷库总负荷对冷库内热环境的干扰环节，α为耦合系数，取值范围为0～1，用于整定负荷干扰及控制环节对系统的作用；

令模糊控制器传递函数为G₄，前馈控制环节G₁、G₂及G_f为串联关系，共同与G₃构成并联关系，反馈回路受G₁、G₂及G₄的影响，因此利用不变性原理，即Q(s)≠0时，t_out(s)-t₁(s)＝0的条件，可以求得：

因此有：

进一步的，所述步骤(4)中模糊控制器包括第一比例器、第一限幅处理器、模糊推理器、微分器、第二限幅处理器以及第二比例器，第一比例器对输入的温差信号△t₁(s)进行处理，根据模糊推理器的输入论域，将温差信号△t₁(s)的变化区间按照比例换算成模糊推理器的响应区间；第一限幅处理器对第一比例器的输出信号进行限制，保证在温差变化区间外的温差信号也能被限制在模糊推理器的输入论域内；模糊推理器对第一限幅处理器的输出及其变化率进行处理，根据离线设计好的规则库和数据库将输入信号转换为合理的输出信号；第二限幅处理器对输出信号进行限制，保证模糊推理器的输出信号在模糊控制器的输出论域范围内；第二比例器对第二限幅处理器的输出信号进行处理，按照比例将其转换成压缩机的频率信号f₂。

有益效果：与现有技术相比，本发明采用模糊控制，首先是可以保证系统的精确性和准确性，并且可以与专家经验结合，保证末端设备的制冷性能。另外，引入前馈控制可以快速响应冷库负荷的变化，与模糊控制器的结合可以消除控制系统反应过慢的缺点，防止系统产生震荡，使温度控制在更加高的精度内，防止不必要的能源浪费，从而节省大量的能源。两种控制系统进行了结合，是系统抗干扰能力更强，鲁棒性更高。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图；

图2是控制器控制流程图；

图3是前馈控制与模糊控制的控制系统方框图；

图4是控制系统控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。

一种基于负荷动态变化的冷库前馈-模糊控制系统，其控制模块包括模糊控制器1及前馈控制器2，通过仪表采集相关参数计算得到冷库负荷，再将其送入前馈控制器中，同时将控制系统输出温度t₁(s)与冷库内设定温度t_sp(s)的差值送入模糊控制器中，通过前馈控制器和模糊控制器共同对压缩机3频率进行控制，解决传统冷库温度控制方案对温度控制较为滞后，甚至出现震荡的现象，实现温控系统的提前响应，使温度控制更为及时、准确，保证了冷库冷机的性能。

如图1所示，一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统，包括控制模块、压缩机3、蒸发器4以及冷库模型5，其中，控制模块对输入数据温度差值△t₁(s)和冷库总负荷Q(s)进行处理，输出压缩机输入频率信号f，然后输入至压缩机进行处理，压缩机输出变频后的信号给蒸发器，蒸发器输出冷量、冷库总负荷以及冷库外环境温度t_out(s)共同作用于冷库模型，得到控制系统输出温度t₁(s)，该输出温度反馈至控制模块，作为控制模块的一个输入。其中，控制器模块包括模糊控制器1、前馈控制器2、加法器6以及减法器7，冷库内设定温度t_sp(s)和控制系统输出温度t₁(s)，输入减法器，计算冷库内设定温度t_sp(s)和控制系统输出温度t₁(s)的差值△t₁(s)，△t₁(s)＝t_sp(s)-t₁(s)，将其差值△t₁(s)输出至模糊控制器。将冷库总负荷Q(s)输入前馈控制器，记前馈控制器的传递函数为G_f，冷库总负荷Q(s)经由前馈控制器输出后与模糊控制器的输出一起输入至加法器，进行累加。控制模块对输入数据△t₁(s)及Q(s)进行处理，控制模块输出频率信号f用于控制制冷主机压缩机进行变频操作。制冷主机压缩机通过变频来调整制冷剂流量，通过控制压缩机质量流量控制影响蒸发器与冷库内换热量从而影响冷库模型的热环境，从而控制输出温度t₁(s)，并将其反馈回输入端口，用于与冷库内设定温度t_sp(s)进行差值计算，从而完成反馈控制进而完成整个控制流程。

所述控制系统将冷库内设定温度t_sp(s)和控制系统输出温度t₁(s)的反馈值的差值△t₁(s)送至模糊控制器，将冷库总负荷Q(s)送入前馈控制器。

所述控制系统的控制模块对输入数据△t₁(s)及Q(s)进行处理，控制模块的输出用于控制制冷主机压缩机进行变频操作。

所述前馈控制器的传递函数G_f可以通过不变性原理求得，具体是根据冷库总负荷Q(s)≠0时，△t₂(s)＝t_out(s)-t₁(s)＝0的条件下求解得到。

其中，模糊控制器1包括第一比例器9、第二比例器11、第一限幅处理器8、第二限幅处理器10、微分器13和模糊推理器12；模糊控制器的输入量为温差信号△t₁(s)。

控制模块的框图如图2所示：

减法器将冷库内设定温度t_sp(s)与控制系统输出温度t₁(s)的反馈值进行差值计算，△t₁(s)＝t_sp(s)-t₁(s)，得到输出温差信号△t₁(s)(即输出O₁)。

第一比例器对输入的温差信号△t₁(s)进行处理，根据模糊推理器的输入论域，将t₁(s)的变化区间按照比例换算成模糊推理器的响应区间，输出变化后的温差信号O₂，例如：t₁(s)变化范围为[-10,10]，而模糊推理器的输入论域为[-6,6]，则第一比例器将对t₁(s)缩小0.6倍。

第一限幅处理器对第一比例器的输出O₂进行处理，例如模糊控制器的设计输出论域在[-6,+6]，则第二限幅处理器将限制O₃在[-6,6]区间内变化，如果O₂<-6，则输出的信号O₃仍为-6，而当O₂>6时，输出O₃仍为6。

经由第一比例器和第一限幅处理器处理后，得到温差输入O₃，并经由微分器处理，得到温差输入变化率O₄。

模糊推理器为双输入单输出控制器，其模糊隶属函数可为三角型、高斯型或梯形，模糊推理器的输入为温差输入O₃和温差输入变化率O₄，按照工程经验设计模糊推理器内的规则库及数据库，经过模糊推理得到输出为O₅，O₅为为经过换算的频率信号。

用限幅处理器限制温差的输入量以及输出控制模块的输出频率f。设温差的最大值△T_1,max及最小值△T_1,min，即便温差在给定区间外，使控制系统仍按照边界条件(温差的最大值△T_1,max及最小值△T_1,min)进行响应，即当△T₁(s)<△T_1,min，输出O₄仍为△T_1,min，而当△T₁(s)>△T_1,max时，输出O₂仍为△T_1,max，其他输入则在[△T_1,min,△T_1,max]内进行变化。同样的，频率的限幅也按照这个原理，以保证压缩机的频率在正常的范围内变化。

第二限幅器对输出的频率信号O₅进行限制，例如模糊控制器的设计输出论域在[-3,+3]，则第二限幅器将限制O₅在[-3,+3]区间内变化，输出的信号为O₆。

第二比例器对输入信号O₆进行处理，将其转换为合理的频率变化范围，并输出至O₇。

用加法器将第二比例器输出O₅及前馈控制器的输出O₆进行累加得到O₇。

O₇为频率信号f，输送至压缩机以进行变频控制，通过变频控制调整压缩机转速，从而调整冷机内制冷剂流量，从而对冷机的冷量进行调节。

本发明使用模糊控制作为温差信号的换算器，根据工程及专家经验对温差信号进行控制，克服传统PID系统不能应对大滞后对象，系统产生震荡的缺点。

基于所述的一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统的控制方法，如图4所示，它包括以下步骤：

S1、通过第一温度传感器采集控制系统输出温度t₁(s)，第二温度传感器采集外界环境温度t_out(s)。

S2、计算冷库总负荷Q(s)，将其输入至前馈控制器，前馈控制器根据传递函数G_f，将冷库总负荷Q(s)转变为频率信号f₁。具体计算公式为：

f₁＝Q(s)·G_f (1)；

S3、减法器对控制系统输出温度t₁(s)及冷库内设定温度t_sp(s)的差值进行计算，将△t₁(s)输入至模糊控制器。具体计算公式为：

△t₁(s)＝t_sp(s)-t₁(s) (2)；

S4、模糊控制器根据隶属函数，对输入信号进行模糊化处理，按照离线设计好的规则库及数据库，将其转换为输出信号并将其解模糊化处理，得到频率信号f₂。

S5、加法器对两个频率信号f₁和f₂进行累加，得到压缩机输入频率信号f，并将其送至压缩机具体计算公式为：

f＝f₁+f₂ (3)；

S6、压缩机根据频率信号f进行转速的调节，从而控制压缩机质量流量q_m。

S7、蒸发器通过不断变化的制压缩机质量流量q_m，从而调整冷库模型的热环境。

S8、若控制系统输出温度在控制范围之内，则停止本次控制，否则返回至S1，重新进行控制活动。

所述控制方法中，冷库负荷Q(s)的计算方法为：

Q(s)＝h_aS_a(t_out(s)-t_sp(s)) (4)；

式中各字母所代表含义为：Q(s)为冷库总负荷，h_a为所述冷库与外界环境的综合传热系数，可通过理论计算或实际测量算得，S_a为所述冷库与外界换热的总面积，t_out(s)为冷库外环境温度，t_sp(s)为冷库内设定温度。

其中，控制系统输出温度通过第一温度传感器采集得到，冷库外环境温度通过第二温度传感器采集得到。

在实际测量计算时，当冷库一个或者多个表面与不同外界环境同时进行换热时，应考虑综综合传热系数h_a可通过以下方法计算：

其中，V_m为冷库内盘管送风量，t_o为送风温度，t_i为回风温度，均可通过仪器(例如热电阻或是热电偶等温度传感器)测得，c_a为冷库内空气密度，t₁(s)为控制系统输出温度。

但由于围护存在着热惯性，因此将(4)式变换成：

其中，T_m为系统惯性时间常数，T为系统纯时滞时间常数。

这里对前馈控制器传递函数的计算方法进行说明：

在工程中压缩机的变频控制可以等效为一阶惯性对象，设其传递函数为：

其中k_d为开环增益，T_d为惯性时间常数。

则压缩机质量流量与输入频率有以下关系：

式中，q_m为压缩机质量流量，f为压缩机输入频率信号。

而对蒸发器系统进行分析有：

Q(s)＝q_m(h₂-h₁) (8)；

式中，h₁与h₂分别为蒸发器进出口焓值，但由于负荷对制冷剂流量的变化有很大的惯性，且负荷要传递至冷机并被冷机检测具有很大的延时，因此要将(7)式进行拉普拉斯变换，其变换成：

式中，T_m为系统惯性时间常数，T为系统纯时滞时间常数，可以看出Q(s)与q_m成线性比例关系。

即：

其中，Qn为冷机额定制冷量，q_n为压缩机额定质量流量。

对冷库模型进行分析则有：

在此基础上，可令公式(6)与公式(11)进行耦合，从而共同作用于冷库模型，即：

可根据公式(6)、和(12)，令：

因此可以将图1转换为图3，其中G₁为压缩机变频控制流量环节，G₂为蒸发器对冷库内热环境的影响环节，G₃为冷库总负荷对冷库内热环境的干扰环节，α为耦合系数，取值范围为0～1，用于整定负荷干扰及控制环节对系统的作用。

令模糊控制器传递函数为G₄，根据图3可以看出，前馈控制环节G₁、G₂及G_f为串联关系，共同与G₃构成并联关系，反馈回路受G₁、G₂及G₄的影响，因此利用不变性原理，即Q(s)≠0时，t_out(s)-t₁(s)＝0的条件，可以求得：

因此有：

Claims (4)

1.一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统，其特征在于，该系统包括：控制模块、压缩机(3)、蒸发器(4)以及冷库模型(5)，所述控制模块包括模糊控制器(1)、前馈控制器(2)、减法器(7)和加法器(6)，冷库内设定温度以及控制系统输出温度反馈值经过减法器后得到温差信号，该温差信号经过模糊控制器处理后输入加法器，冷库总负荷经过前馈控制器进行处理后输入加法器，模糊控制器输出和前馈控制器输出进行累加计算后输出频率信号给压缩机，经压缩机变频处理后，将信号输出给蒸发器，蒸发器输出冷量、冷库总负荷以及冷库外环境温度共同作用于冷库模型，得到控制系统输出温度，并将该输出温度作为反馈值反馈至控制模块的减法器，作为控制模块中减法器的一个输入；

所述模糊控制器包括第一比例器(9)、第一限幅处理器(8)、模糊推理器(12)、微分器(13)、第二限幅处理器(10)以及第二比例器(11)，所述减法器的输出为第一比例器的输入，所述第一比例器的输出为第一限幅处理器的输入，所述第一限幅处理器的输出一方面为微分器的输入，另一方面又与微分器的输出一起作为模糊推理器的两个输入，模糊推理器的输出为第二限幅处理器的输入，第二限幅处理器的输出为第二比例器的输入，第二比例器的输出与所述前馈控制器的输出一起作为加法器的输入；

所述前馈控制器的传递函数G_f通过不变性原理求得。

2.根据权利要求1所述的一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统，其特征在于，所述模糊推理器为双输入单输出控制器。

3.一种基于权利要求1-2任一项所述控制系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

(1)通过第一温度传感器采集控制系统输出温度t₁(s)，第二温度传感器采集冷库外环境温度t_out(s)；

(2)计算冷库总负荷Q(s)，将其输入至前馈控制器，前馈控制器根据传递函数G_f，将冷库总负荷Q(s)转变为频率信号f₁；具体计算公式为：

f₁＝Q(s)·G_f (1)；

前馈控制器的传递函数G_f的计算方法通过以下方法求得：

(21)压缩机的变频控制等效为一阶惯性对象，设其传递函数为：

其中k_d为开环增益，T_d为惯性时间常数；

则压缩机质量流量与输入频率有以下关系：

其中，q_m为压缩机质量流量，f为压缩机输入频率信号；

(22)对蒸发器进行分析有：

Q(s)＝q_m(h₂-h₁) (8)；

其中，Q(s)为冷库总负荷，h₁与h₂分别为蒸发器进口焓值和出口焓值，q_m为压缩机质量流量，但由于冷库总负荷Q(s)对压缩机质量流量q_m的变化有很大的惯性，且冷库总负荷要传递至冷机并被冷机检测具有很大的延时，因此将(8)式变换成：

其中，T_m为系统惯性时间常数，T为系统纯时滞时间常数，假定蒸发器进出口焓h₁和h₂值为固定，由此可知Q(s)与q_m成线性比例关系；

即：

其中，Q_n为冷机额定制冷量，q_n为压缩机额定质量流量；

(23)对冷库模型进行分析则有：

其中，△t₂(s)＝t_out(s)-t_sp(s)；

在此基础上，可令公式(6)与公式(11)进行耦合，从而共同作用于冷库模型，即：

根据公式(6)、(12)令：

其中，G₁为压缩机变频控制流量环节，G₂为蒸发器对冷库内热环境的影响环节，G₃为冷库总负荷对冷库内热环境的干扰环节，α为耦合系数，取值范围为0～1，用于整定负荷干扰及控制环节对系统的作用；

令模糊控制器传递函数为G₄，前馈控制环节G₁、G₂及G_f为串联关系，共同与G₃构成并联关系，反馈回路受G₁、G₂及G₄的影响，因此利用不变性原理，即Q(s)≠0时，t_out(s)-t₁(s)＝0的条件，可以求得：

因此有：

(3)减法器对控制系统输出温度t₁(s)及冷库内设定温度t_sp(s)的差值进行计算，将差值△t₁(s)输入至模糊控制器；具体计算公式为：

△t₁(s)＝t_sp(s)-t₁(s) (2)；

(4)模糊控制器根据隶属函数，对输入信号进行模糊化处理，按照离线设计好的规则库及数据库，将其转换为输出信号并将其解模糊化处理，得到频率信号f₂；

模糊控制器包括第一比例器、第一限幅处理器、模糊推理器、微分器、第二限幅处理器以及第二比例器，第一比例器对输入的温差信号△t₁(s)进行处理，根据模糊推理器的输入论域，将温差信号△t₁(s)的变化区间按照比例换算成模糊推理器的响应区间；第一限幅处理器对第一比例器的输出信号进行限制，保证在温差变化区间外的温差信号也能被限制在模糊推理器的输入论域内；模糊推理器对第一限幅处理器的输出及其变化率进行处理，根据离线设计好的规则库和数据库将输入信号转换为合理的输出信号；第二限幅处理器对输出信号进行限制，保证模糊推理器的输出信号在模糊控制器的输出论域范围内；第二比例器对第二限幅处理器的输出信号进行处理，按照比例将其转换成压缩机的频率信号f₂；

(5)加法器对两个频率信号f₁和f₂进行累加，得到压缩机输入频率信号f，并将其送至压缩机，具体计算公式为：

f＝f₁+f₂ (3)；

(6)压缩机根据频率信号f进行转速的调节，从而控制压缩机质量流量q_m；

(7)蒸发器通过不断变化的压缩机质量流量q_m，从而调整冷库模型的热环境；

(8)若冷库内温度在控制范围之内，则停止本次控制，否则返回至步骤(1)，重新进行控制活动。

4.根据权利要求3所述的控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷库总负荷Q(s)的计算方法为：

Q(s)＝h_aS_a(t_out(s)-t_sp(s)) (4)；

其中，Q(s)为冷库总负荷，h_a为冷库内与冷库外环境的综合传热系数，S_a为冷库内与冷库外环境换热的总面积，t_out(s)为冷库外环境温度；

在实际测量计算时，当冷库一个或者多个表面与不同外界环境同时进行换热时，综合传热系数h_a通过以下方法计算：

其中V_m为冷库内盘管送风量，t_o为送风温度，t_i为回风温度，c_a为冷库内空气密度，假定冷库与n个外界环境进行换热，则S_ai为与第i个外界环境的换热面积，t_out,i为第i个冷库外环境温度，t₁(s)为控制系统输出温度；

但由于围护存在着热惯性，因此将(4)式变换成：

其中，T_m为系统惯性时间常数，T为系统纯时滞时间常数。

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