CN113503632A - 一种变频空调运行控制方法、控制装置及空调器 - Google Patents

一种变频空调运行控制方法、控制装置及空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种变频空调运行控制方法、控制装置及空调器，所述变频空调运行控制方法，包括如下步骤：S1：空调进入自动控制模式，获取空调器作用空间内的人体舒适度相关参数；S2：获取设定温度T设定，进入人体舒适度指数调节阶段；S3：计算SSD值，若ssd1≤SSD≤ssd2，则T设定不变，否则，则调整T设定；S4：若f1≤F≤f2，则T蒸发器目标不变，否则，则调整T蒸发器目标；S5：若v1≤V≤v2，则电机转速不变，否则调整电机转速；S6：根据输出的电机转速，T蒸发器与T蒸发器目标控制空调器运行，运行时间Q后，返回至S3。本发明通过SSD公式，不断调节房间内温度、相对湿度和气流速度，使得SSD值、相对湿度和风速处于舒适范围内，体感佳，舒适度高。

Description

一种变频空调运行控制方法、控制装置及空调器
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种变频空调运行控制方法、控制装置及空调器。
背景技术
目前空调器对室内温度的调节一般通过压缩机频率、风机的转速或者节流阀的开度来实现的，使室内环境温度达到设定温度，但空调器的各个运行参数之间的协调性不好，并且不控制室内湿度和气流速度，房间内部的舒适度达不到要求，影响用户的舒适性。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种变频空调运行控制方法、控制装置及空调器，通过实时检测人体周围的温度、湿度和气流速度等，通过人体舒适度(SSD)计算公式计算环境SSD值，根据计算的SSD值改变空调器设定温度、蒸发器盘管温度和电机转速，进而改变人体周围的温度、湿度和气流速度等参数，最终使人体舒适度(SSD)在合适的范围内。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种变频空调运行控制方法，包括如下步骤：
S1：空调进入自动控制模式，获取空调器作用空间内的人体舒适度相关参数，所述人体舒适度相关参数包括所述空调器作用空间内当前的室内温度T、相对湿度F和风速V；
S2：获取设定温度T设定，若|T-T设定|＜A，且持续时间M，进入人体舒适度指数调节阶段；
S3：计算舒适度指数SSD值，若ssd1≤SSD≤ssd2，则设定温度T设定不变，否则，则根据预设条件调整设定温度T设定；
S4：当设定温度T设定不变时，获取蒸发器盘管温度T蒸发器作为目标温度T蒸发器目标，若f1≤F≤f2，则T蒸发器目标不变，否则，则根据预设条件调整T蒸发器目标；
S5：当目标温度T蒸发器目标不变时，获取内电机转速，若v1≤V≤v2，则电机转速不变，否则，则根据预设条件调整电机转速；
S6：根据输出的电机转速，T蒸发器与T蒸发器目标控制空调器运行，运行时间Q后，返回至S3；
其中，A、M、Q、ssd1、ssd2、f1、f2、v1、v2为预设值。
本发明公开了一种变频空调运行控制方法，通过人体舒适度(SSD)公式，不断调节房间内温度、湿度和风速，使得房间内温度、相对湿度和风速始终处于人体较为适宜的状态，提高人体舒适感。
进一步的，在S2中，若A≤|T-T设定|时，则空调器进入常规模式运行，运行时间N后，再次返回S2；其中，常规模式包括常规制冷模式或者常规制热模式，N的取值范围为20s～180s。
该设置使得空调运行稳定后，且空调器系统和房间热环境处于稳定状态，能够保证SSD计算值的准确性，进而舒适性控制调节的可靠性。
进一步的，在步骤S3中，还包括如下步骤：
S31：若SSD＜ssd1，则设定温度提高T1，输出修正后的设定温度，进入S33；
S32：若SSD＞ssd2，则设定温度降低T2，输出修正后的设定温度，进入S33；
S33：根据设定温度T设定与室内温度T控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
该设置使得当计算的舒适度指数SSD值不在舒适区间时，通过调整设定温度运行一段时间，将计算的舒适度指数SSD值调整至空调运行的舒适区间，保证为室内用户提供更加舒适的空气质量，提高室内空气舒适性。
进一步的，在步骤S4中，还包括如下步骤：
S41：若F＜f1，则设定的蒸发器目标温度T蒸发器目标提高T3，输出修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，进入S43；
S42：若F＞f2，则设定的蒸发器目标温度T蒸发器目标降低T4，输出修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，进入S43；
S43：根据修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
进一步的，在步骤S4中，当F＜f1时，如果空调器有加湿功能，在升高T蒸发器目标的同时启动加湿功能，增加房间的湿度。
进一步的，在步骤S4中，当F＜f1时，如果空调器不具有加湿功能，不调整T蒸发器目标，压缩机运行频率和内外电机的转速不变，相对湿度F保持当前值。
该设置使得空调器在SSD满足舒适状态运行的前提下，通过检测相对湿度在不满足舒适性的条件下，对室内得相对湿度进行调整，保证空调运行的SSD值、室内相对湿度均处于较为舒适的范围内。
进一步的，在步骤S5中，还包括如下步骤：
S51：若V＜v1，则控制电机转速提升e，输出修正后的电机转速，进入S53；
S52：若V＞v2，则控制电机转速降低f，输出修正后的电机转速，进入S53；
S53：根据修正后的电机转速以及蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
该设置通过对电机转速进行调整，保证空调所在空间内部对流换热效果以及吹风风感的舒适性，进而根据修正后的电机转速以及蒸发器目标温度T蒸发器目标，再次进入S3计算，直至SSD值、室内相对湿度以及风速始终处于人体较为适宜的状态，提高人体舒适感。
进一步的，在步骤S5中，当空调器为无风感模式或者静音模式时，当V＜v1时，电机转速保持不变。
该设置保证空调器在各种模式运行下工作的可靠性。
相比于现有技术，本发明所述的变频空调运行控制方法，具有如下优势：
通过人体舒适度(SSD)判断人体周围热环境是否舒适，通过修正设定温度、蒸发器温度和电机转速等调整SSD值，然后通过人体舒适度(SSD)公式，不断调节房间内温度、相对湿度和气流速度，提高人体舒适感，最终使得SSD值、室内相对湿度和风速处于舒适范围内，体感佳，舒适度较高。
本发明的另一目的在于提出一种控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空调器控制程序，所述空调器控制程序被所述处理器执行时实现如上述所述变频空调运行控制方法的步骤。
本发明还有一个目的，在于提出一种空调器，所述空调器包括如上述所述的控制装置。
所述空调器、控制装置与上述所述变频空调运行控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述变频空调运行控制方法的结逻辑示意图；
具体实施方式
为了使本发明的技术手段及达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1
人体的热平衡机能、体温调节、内分泌系统、消化器官等人体的生理功能受到多种气象要素的综合影响。人体舒适度(SSD)是日常生活中常用的表征人体舒适度的方法，主要取决于温度、湿度与风速三个指标，温度是主要指标，湿度和风速是辅助指标。
计算公式为：
SSD＝(1.818T+18.18)(0.88+0.002F)+(T-32)/(45-T)-3.2V+18.2；
式中，SSD为人体舒适度指数，T为室内温度，F为相对湿度，V为风速。
室内温度一般通过空调器回风口的温度传感器检测，也能用红外传感器或穿戴式智能设备检测到温度当作室内温度。
相对湿度一般通过空调器回风口的湿度传感器检测，也能用穿戴式智能设备检测到相对湿度作为计算用的相对湿度。
风速一般为人体周围风速，如果空调器具备雷达或红外传感器，可根据电机转速，导风板和摆叶的位置，以及传感器检测到空调器与人体之间的距离，计算人体周围的风速。如果不具备雷达或红外传感器等设备，可根据电机转速，导风板和摆叶的位置预设一系列的风速值，比如导风板和摆叶开启到最大时，按空调器高风档取3m/s，低风档取1m/s等。
基于此，如图1所示，本发明公开了一种变频空调运行控制方法，包括如下步骤：
S1：空调进入自动控制模式，获取空调器作用空间内的人体舒适度相关参数，所述人体舒适度相关参数包括所述空调器作用空间内当前的室内温度T、相对湿度F和风速V；
S2：获取设定温度T设定，若|T-T设定|＜A，且持续时间M，进入人体舒适度指数调节阶段；
S3：计算舒适度指数SSD值，若ssd1≤SSD≤ssd2，则设定温度T设定不变，否则，则根据预设条件调整设定温度T设定；
S4：当设定温度T设定不变时，获取蒸发器盘管温度T蒸发器作为目标温度T蒸发器目标，若f1≤F≤f2，则T蒸发器目标不变，否则，则根据预设条件调整T蒸发器目标；
S5：当目标温度T蒸发器目标不变时，获取内电机转速，若v1≤V≤v2，则电机转速不变，否则，则根据预设条件调整电机转速；
S6：根据输出的电机转速，T蒸发器与T蒸发器目标控制空调器运行，运行时间Q后，返回至S3；
其中，A为进入人体舒适度指数调节阶段预设的最大阈值，M为空调稳定运行的预设时间，Q为调整阶段控制空调器运行的预设时间，ssd1为舒适度指数SSD处于舒适阶段的SSD最低预设阈值，ssd2为舒适度指数SSD处于舒适阶段的SSD最高预设阈值，f1为相对湿度处于较好范围的相对湿度最低预设阈值，f2为相对湿度处于较好范围的最高预设阈值，v1为风感处于较好阶段的风速最低预设阈值，v2风感处于较好阶段的风速最高预设阈值。
本发明公开了一种变频空调运行控制方法，通过检测获取的室内温度、相对湿度和风速计算适合人体舒适度的SSD值，其中，所述室内温度T通过温度传感器检测；所述相对湿度F通过湿度传感器检测；所述风速V由气流速度来替代，气流速度为出风口或进风口风速，所述出风口或进风口风速是通过空调室内风机转速对室内空气速度进行控制；然后根据人体舒适度的SSD值分别依次对设定温度、T蒸发器目标、电机转速进行调整，具体为，当ssd1≤SSD≤ssd2时，我们认为室内环境舒适性较好，此时，不需要对设定温度T设定进行调整，T设定保持不变；在此基础上，判断相对湿度F是否在f1≤F≤f2范围内，当f1≤F≤f2时，我们认为室内相对湿度较好，此时，不需要调整蒸发器目标温度T蒸发器目标，空调得除湿量可以继续保持不变，使得相对湿度处于较为舒适的范围；如果ssd1≤SSD≤ssd2且f1≤F≤f2，则判断风速是否在v1≤V≤v2范围内，当v1≤V≤v2时，我们认为人体周围风感比较好，否则，则通过修正设定温度、蒸发器温度和电机转速等调整SSD值，最终使得SSD值、室内相对湿度和风速均处于舒适范围内，体感较佳。
本发明公开了一种变频空调运行控制方法，通过人体舒适度(SSD)公式，不断调节房间内温度、湿度和风速，使得房间内温度、相对湿度和风速始终处于人体较为适宜的状态，提高人体舒适感。
需要说明的是，上述变频空调运行控制方法的人体舒适度SSD的计算会因地理位置和环境差异而有所不同；上述预设的ssd1、ssd2、f1、f2、v1、v2、A、M、Q也会随着地理位置、环境差异和群体的差异而不同，且相关参数能够进行调整。
作为本发明的示例，A的取值范围为0.5℃～2℃，优选的，A取1℃；M的取值范围为5min～15min，优选的，M的取值为10min。
作为本发明的一个较佳示例，在S2中，若A≤|T-T设定|时，则空调器进入常规模式运行，运行时间N后，再次返回S2。
作为本发明的示例，在制冷模式下，若A≤T-T设定，则空调器按常规制冷模式运行，有快速降温的作用，使室内温度快速达到用户的设定值，提高舒适性。
作为本发明的示例，N的取值范围为20s～180s，优选的，N取60s或80s或100s。
经过常规制冷模式运行时间N后，再次进入S2，当T-T设定＜A时，此时，室内温度和设定值的差值较小，压缩机的频率、内电机和外电机的转速变化量很小，一般认为空调器系统和房间热环境处于稳定状态，进入人体舒适度指数调节阶段。
该设置使得空调运行稳定后，且空调器系统和房间热环境处于稳定状态，能够保证SSD计算值的准确性，进而舒适性控制调节的可靠性。
作为本发明的一个较佳示例，在步骤S3中，还包括如下步骤：
S31：若SSD＜ssd1，则设定温度提高T1，输出修正后的设定温度，进入S33；
S32：若SSD＞ssd2，则设定温度降低T2，输出修正后的设定温度，进入S33；
S33：根据设定温度T设定与室内温度T控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
在本发明的示例中，在S2中，当室内温度T达到设定温度T设定后，并持续一定时间后，人体舒适度指数SSD值可能不在舒适度范围内。因此，每t1时间检测一次室内温度、相对湿度和风速，根据人体舒适度指数公式计算SSD值，其中，t1为预设时间。
当SSD高于设定值时，一般认为体感偏热，而通过降低设定温度T设定，则能降低房间温度，用户体感会变好；而且SSD与室内温度是正相关的关系，降低室内温度使SSD值降低到合适的范围内；SSD低于设定值时，一般认为体感偏冷，通过提高设定温度T设定，能提高房间温度，用户体感变好；而且SSD与室内温度是正相关的关系，提高室内温度使SSD值升高到合适的范围内。
作为本发明的示例，ssd1的取值范围为50～65，ssd2的取值范围为65～80，ssd1＜ssd2，优选的，ssd1的取值为60，ssd2的取值为70，所述T1的取值范围0.1℃～0.7℃，所述T2的取值范围0.1℃～0.7℃，其中，T1的取值和T2的取值可以相同，可以不同；优选的，T1的取值为0.25℃；T2的取值为0.25℃；所述Q的取值范围3min～10min，优选的，所述Q的取值为5min。
该设置使得当计算的舒适度指数SSD值不在舒适区间时，通过调整设定温度运行一段时间，将计算的舒适度指数SSD值调整至空调运行的舒适区间，保证为室内用户提供更加舒适的空气质量，提高室内空气舒适性。
作为本发明的一个较佳示例，在步骤S4中，还包括如下步骤：
S41：若F＜f1，则设定的蒸发器目标温度T蒸发器目标提高T3，输出修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，进入S43；
S42：若F＞f2，则设定的蒸发器目标温度T蒸发器目标降低T4，输出修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，进入S43；
S43：根据修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
在本发明的示例，当F＜f1时，即相对湿度低于设定值，表明房间太干燥，通过升高T蒸发器目标可以降低空调器的除湿量，之后随着空气循环，相对湿度F逐渐升高；当F＞f2时，即相对湿度高于设定值，表明房间需要除湿，通过降低T蒸发器目标可以增加空调器的除湿量，进而降低房间的湿度，从而在ssd1≤SSD≤ssd2的基础上，通过判断相对湿度是否在舒适湿度得范围内，如果不在，通过调整T蒸发器目标对空调器的运行进行自动控制，再次计算SSD值，保证空调运行的SSD值、室内相对湿度均处于较为舒适的范围内。
作为本发明的示例，在步骤S4中，当F＜f1时，如果空调器有加湿功能，可选择在升高T蒸发器目标的同时启动加湿功能，增加房间的湿度；
作为本发明的示例，在步骤S4中，当F＜f1时，如果空调器不具有加湿功能，不调整T蒸发器目标，此时压缩机运行频率和内外电机的转速不变，相对湿度F保持当前值。
作为本发明的示例，f1的取值范围为30％～45％，f2的取值范围为50％～65％，优选的，f1取40％，f2取60％；T3的取值范围为0.2℃～0.8℃，T4的取值范围为0.2℃～0.8℃，T3的取值和T4的取值可以相同，可以不同，优选的，T3的取值为0.5℃，T4的取值为0.5℃。
该设置使得空调器在SSD满足舒适状态运行的前提下，通过检测相对湿度在不满足舒适性的条件下，对室内得相对湿度进行调整，保证空调运行的SSD值、室内相对湿度均处于较为舒适的范围内。
作为本发明的一个较佳示例，在步骤S5中，还包括如下步骤：
S51：若V＜v1，则控制电机转速提升e，输出修正后的电机转速，进入S53；
S52：若V＞v2，则控制电机转速降低f，输出修正后的电机转速，进入S53；
S53：根据修正后的电机转速以及蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
在本发明的示例中，当V＜v1，则说明室内空气流量较低，通过增加电机转速能增加室内风速，增加房间内部对流换热效果，室内温度更均匀；当V＞v2，则说明室内空气流量较快，通过降低电机转速能降低室内风速，减少用户的吹风感，降低空调噪音，增强房间舒适性，然后根据修正后的电机转速以及蒸发器目标温度T蒸发器目标，再次进入S3计算，直至SSD值、室内相对湿度以及风速始终处于人体较为适宜的状态，提高人体舒适感。
在本发明的示例中，在步骤S5中，当空调器为无风感模式或者静音模式时，当V＜v1时，电机转速保持不变。
作为本发明的示例，v1的取值范围为0.2m/s～0.5m/s，优选的，v1的取值为0.4m/s；v2的取值范围为0.7m/s～1.0m/s，优选的，v2的取值为0.8m/s；e的取值范围为5rpm～30rpm，f的取值范围为5rpm～30rpm，其中e的取值与f的取值可以相同，也可以不同，优选的，e的取值为10rpm，f的取值为10rpm。
作为本发明的一个具体示例，本发明公开了一种变频空调运行控制方法，包括如下步骤：
ST1：空调进入自动控制模式，获取室内温度T、相对湿度F、风速V；
ST2：获取设定温度T设定，判断是否【|T-T设定|＜A，且持续时间M】，若是，则进入ST4；若否，则进入ST3；
ST3：空调器按常规模式运行，运行时间N后，返回至ST2；
ST4：计算舒适度指数SSD值，若ssd1≤SSD≤ssd2，则设定温度不变，进入ST6；若SSD＜ssd1，则设定温度提高T1，进入ST5；若SSD＞ssd2，则设定温度降低T2，进入ST5；
ST5：根据设定温度T设定与室内温度T控制空调器运行，运行时间Q后，返回至ST4；
ST6：获取蒸发器盘管温度T蒸发器作为目标温度T蒸发器目标，若f1≤F≤f2，则T蒸发器目标不变，进入ST8；若F＜f1，则T蒸发器目标提高T3，进入ST7；若F＞f2，则T蒸发器目标降低T4，进入ST7；
ST7：根据修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3；
ST8：获取内电机转速，若v1≤V≤v2，则电机转速不变，进入ST9；若F＜v1，则电机转速提高e，进入ST9；若F＞v2，则电机转速降低f，进入ST9；
ST9：根据修正后的电机转速以及蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
本发明实施例提出的一种变频空调运行控制方法，通过人体舒适度的计算值以及相对湿度、风速来调整空调运行，使空调器的设定温度、相对湿度和风速能满足人体热舒适感协调运行，从而提高空调器作用空间内用户的舒适性。
实施例2
本发明还公开了一种控制装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空调器控制程序，所述空调器控制程序被所述处理器执行时实现如实施例1所述变频空调运行控制方法的步骤。
本发明还公开了一种空调器，所述空调器包括如上述所述的控制装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变频空调运行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：空调进入自动控制模式，获取空调器作用空间内的人体舒适度相关参数，所述人体舒适度相关参数包括所述空调器作用空间内当前的室内温度T、相对湿度F和风速V；
S2：获取设定温度T设定，若|T-T设定|＜A，且持续时间M，进入人体舒适度指数调节阶段；
S3：计算舒适度指数SSD值，若ssd1≤SSD≤ssd2，则设定温度T设定不变，否则，则根据预设条件调整设定温度T设定；
S4：当设定温度T设定不变时，获取蒸发器盘管温度T蒸发器作为目标温度T蒸发器目标，若f1≤F≤f2，则T蒸发器目标不变，否则，则根据预设条件调整T蒸发器目标；
S5：当目标温度T蒸发器目标不变时，获取内电机转速，若v1≤V≤v2，则电机转速不变，否则，则根据预设条件调整电机转速；
S6：根据输出的电机转速，T蒸发器与T蒸发器目标控制空调器运行，运行时间Q后，返回至S3；
其中，A、M、Q、ssd1、ssd2、f1、f2、v1、v2为预设值。
2.根据权利要求1所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在S2中，若A≤|T-T设定|时，则空调器进入常规模式运行，运行时间N后，再次返回S2；其中，常规模式包括常规制冷模式或者常规制热模式，N的取值范围为20s～180s。
3.根据权利要求2所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在步骤S3中，还包括如下步骤：
S31：若SSD＜ssd1，则设定温度提高T1，输出修正后的设定温度，进入S33；
S32：若SSD＞ssd2，则设定温度降低T2，输出修正后的设定温度，进入S33；
S33：根据设定温度T设定与室内温度T控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
4.根据权利要求2所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在步骤S4中，还包括如下步骤：
S41：若F＜f1，则设定的蒸发器目标温度T蒸发器目标提高T3，输出修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，进入S43；
S42：若F＞f2，则设定的蒸发器目标温度T蒸发器目标降低T4，输出修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，进入S43；
S43：根据修正后的蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
5.根据权利要求1所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在步骤S4中，当F＜f1时，如果空调器有加湿功能，在升高T蒸发器目标的同时启动加湿功能，增加房间的湿度。
6.根据权利要求2所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在步骤S4中，当F＜f1时，如果空调器不具有加湿功能，不调整T蒸发器目标，压缩机运行频率和内外电机的转速不变，相对湿度F保持当前值。
7.根据权利要求2所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在步骤S5中，还包括如下步骤：
S51：若V＜v1，则控制电机转速提升e，输出修正后的电机转速，进入S53；
S52：若V＞v2，则控制电机转速降低f，输出修正后的电机转速，进入S53；
S53：根据修正后的电机转速以及蒸发器目标温度T蒸发器目标，控制空调器运行，运行时间Q后，再次进入S3。
8.根据权利要求1所述的变频空调运行控制方法，其特征在于，在步骤S5中，当空调器为无风感模式或者静音模式时，当V＜v1时，电机转速保持不变。
9.一种控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空调器控制程序，所述空调器控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1～8任意一项所述变频空调运行控制方法的步骤。
10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求9所述的控制装置。
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