CN110779268B - 一种电冰箱内部温度控制系统算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电冰箱内部温度控制系统算法。涉及智能家电技术领域。包括如下步骤：步骤一：利用温度传感器对冰箱内部所需要控制的间室温度值r(k)采样，并且确定冰箱内部所需要控制的间室的设定温度值u(k)；步骤二：将冰箱内部所需要控制的间室采样温度值r(k)和设定温度值u(k)进行离散化；步骤三：计算冰箱内部温度控制系统的微分环节、比例环节和积分环节；步骤四：判断当前冰箱内部所需要控制的间室温度r(k)是否小于设定温度值u(k)；步骤六：迭代计算，结束。本发明通过根据对冰箱内部所需要控制的间室温度趋势进行预判断，随后通过控制板调节算法，降低冰箱的额定功率和工作周期耗电量，提升整机能效。

Description

一种电冰箱内部温度控制系统算法
技术领域
本发明属于智能家电技术领域，特别是涉及一种电冰箱内部温度控制系统算法。
背景技术
冰箱内部温度作为冰箱温度控制系统中最为关键的部分，其控制精度保证了冰箱内部食品的品质以及冰箱制冷的规则的实施。冰箱内部温度作为惯性、滞后且非线性变量。
在目前已有的控制规则下，主要是实时采集当前温度，由于温度属于不对温度的发展趋势进行预测，其结果是时效性较差，容易出现温度过调节现象，易产生过多能耗，使得冰箱温度控制系统与目标设定温度产生较大偏差，不能良好保证冰箱温度控制的精确性和稳定性。
同时，冰箱内部温度采集系统存在的时效性差，数据离散化，均易产生数据的丢失和错误，因此需要对采集的温度数据进行集中处理分析，改进当前的控制算法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电冰箱内部温度控制系统算法，通过根据对冰箱内部所需要控制的间室温度趋势进行预判断，随后通过控制板调节算法，降低冰箱的额定功率和工作周期耗电量，提升整机能效。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种电冰箱内部温度控制系统算法，包括如下步骤：
步骤一：利用温度传感器对冰箱内部所需要控制的间室温度值r(k)采样，并且确定冰箱内部所需要控制的间室的设定温度值u(k)；
步骤二：将冰箱内部所需要控制的间室采样温度值r(k)和设定温度值 u(k)进行离散化；
步骤三：计算冰箱内部温度控制系统的微分环节、比例环节和积分环节；
步骤四：判断当前冰箱内部所需要控制的间室温度r(k)是否小于设定温度值u(k)；
当r(k)小于u(k)时候，计算ΔP(k)＝ΔPp(k)+ΔPi(k)；同时冰箱内部所需要控制的间室温度计算方法为P(k)＝ΔP(k)+P(k-1)；
当r(k)不小于u(k)时候，计算ΔP(k)＝ΔPp(k)+ΔPi(k)+ΔPd(k)；同时冰箱内部所需要控制的间室温度计算方法为P(k)＝ΔP(k)+P(k-1)；
步骤六：迭代计算，结束。
进一步地，所述步骤三中微分环节为ΔPp(k)＝Kp*[e(k)-e(k-1)]；其中， Kp为微分系数，ΔPp(k)为微分电路中微分增值。
进一步地，所述步骤三中比例环节为ΔPi(k)＝Ki*e(k)；其中，ΔPi(k) 为比例电路中比例增值。
进一步地，所述步骤三中积分环节为Δ Pd(k)＝Kd*(e(k)-2*e(k-1)+e(k-2))；其中，ΔPd(k)为积分电路中积分增值。
本发明具有以下有益效果：
1、温度控制是属于滞后控制，而PID控制中的，微分项是具有超前调节的作用，因此必须引入；积分项对误差的作用取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，推动控制器的输出向稳态误差减小的方向变化，直到稳态误差等于零。
2、本发明通过根据对冰箱内部所需要控制的间室温度趋势进行预判断，随后通过控制板调节算法，降低冰箱的额定功率和工作周期耗电量，提升整机能效；实现了有效的除湿效果，且不会影响冰箱的保鲜功能，可以在电控风冷冰箱上推广应用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明控制方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种电冰箱内部温度控制系统算法，包括步骤一：利用温度传感器对冰箱内部所需要控制的间室进行温度采样并且确定冰箱内部所需要控制的间室的设定温度值；
步骤二：将冰箱内部所需要控制的间室采样温度值和设定温度值进行离散化；
步骤三：计算冰箱内部温度控制系统的微分环节、比例环节和积分环节：微分环节ΔPp(k)＝Kp*[e(k)-e(k-1)]；其中，Kp为微分系数，ΔPp(k)为微分电路中微分增值；
比例环节ΔPi(k)＝Ki*e(k)；其中，ΔPi(k)为比例电路中比例增值；
积分环节ΔPd(k)＝Kd*(e(k)-2*e(k-1)+e(k-2))；其中，ΔPd(k)为积分电路中积分增值；
步骤四：判断当前冰箱内部所需要控制的间室温度r(k)是否小于设定温度值u(k)，当r(k)小于u(k)时候，计算ΔP(k)＝ΔPp(k)+ΔPi(k)；同时冰箱内部所需要控制的间室温度计算方法为P(k)＝ΔP(k)+P(k-1)；
步骤五：当r(k)不小于u(k)时候，计算ΔP(k)＝ΔPp(k)+ΔPi(k)+Δ Pd(k)；同时冰箱内部所需要控制的间室温度计算方法为P(k)＝ΔP(k)+ P(k-1)；
步骤六：迭代计算，结束。
温度控制是属于滞后控制，而PID控制中的，微分项是具有超前调节的作用，因此必须引入；积分项对误差的作用取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，推动控制器的输出向稳态误差减小的方向变化，直到稳态误差等于零。
通过根据对冰箱内部所需要控制的间室温度趋势进行预判断，随后通过控制板调节算法，降低冰箱的额定功率和工作周期耗电量，提升整机能效；实现了有效的除湿效果，且不会影响冰箱的保鲜功能，可以在电控风冷冰箱上推广应用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种电冰箱内部温度控制系统算法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：利用温度传感器对冰箱内部所需要控制的间室温度值r(k)采样，并且确定冰箱内部所需要控制的间室的设定温度值u(k)；
步骤二：将冰箱内部所需要控制的间室采样温度值r(k)和设定温度值u(k)进行离散化；
步骤三：计算冰箱内部温度控制系统的微分环节、比例环节和积分环节；
步骤四：判断当前冰箱内部所需要控制的间室温度r(k)是否小于设定温度值u(k)；
当r(k)小于u(k)时候，计算ΔP(k)＝ΔPp(k)+ΔPi(k)；同时冰箱内部所需要控制的间室温度计算方法为P(k)＝ΔP(k)+P(k-1)；
当r(k)不小于u(k)时候，计算ΔP(k)＝ΔPp(k)+ΔPi(k)+ΔPd(k)；同时冰箱内部所需要控制的间室温度计算方法为P(k)＝ΔP(k)+P(k-1)；
步骤六：迭代计算，结束；
所述步骤三中微分环节为ΔPp(k)＝Kp*[e(k)-e(k-1)]；其中，Kp为微分系数，ΔPp(k)为微分电路中微分增值；
所述步骤三中比例环节为ΔPi(k)＝Ki*e(k)；其中，ΔPi(k)为比例电路中比例增值；
所述步骤三中积分环节为ΔPd(k)＝Kd*(e(k)-2*e(k-1)+e(k-2))；其中，ΔPd(k)为积分电路中积分增值。
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