CN114060639A - 一种飞行器管道加热控制方法、管道加热系统及飞机 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种飞行器管道加热控制方法、管道加热系统及飞机，涉及飞行器管道技术领域，在本申请实施例所公开的技术当中，由于在管道本体上设置了多个沿管道本体延伸方向依次排布的加热元件，从而将管道本体被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与加热元件相对应的受热区段，在控制方法当中，对各受热区段的实际温度进行获取，然后根据预设的目标温度以及各受热区段的实际温度，差异地控制每一加热元件以目标功率运行，进而使得在满足各受热区段加热需求的前提下，降低加热元件的能耗，节约飞行器管道加热系统的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器管道技术领域，特别涉及一种飞行器管道加热控制方法、管道加热系统及飞机。
背景技术
飞行器管道加热系统，主要用于飞行器流体介质的输送和加热。目前，常规的飞行器管道加热系统存在有一定的局限性。
详细地说，在现有技术当中，采集单元往往仅安装在管道的某一端接口处，测量得到这一端接口处的环境温度，以管路一端接口处的环境温度来代表这一管道温度，对于机上延伸长度较长的管道，其管道内的流体温度分布并不均匀，例如，在某种工况之下，管内的某些位置为6℃到7℃的高温段，而某些位置为1℃到2℃的低温段，现有的控制方式为根据所采集的管道端口温度而启动整个管路的加热电阻丝，从而为整个管路进行加热。这种控制方式存在明显的飞机能源的浪费，并且在部分情况下可能会造成管道贝本体无法及时加热防结冰。另外，现有的控制方法将管路温度加热到一个较高温度后停止加热；等到温度下降到一个较低温度后再重新开始加热，而且较高温度与较低温度相差较大，一般为5℃到10℃。这种控制方式存在明显的能源浪费，导致了飞机能源紧张。
发明内容
本申请的实施例提供一种飞行器管道加热控制方法、管道加热系统及飞机，其能够解决传统方式当中管道高温段和低温段同时加热所造成能源浪费的问题，进而降低系统能耗。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种飞行器管道加热控制方法，应用于飞行器管道加热系统，所述飞行器管道加热系统包括：
管道本体；
多个加热元件，多个所述加热元件沿所述管道本体延伸方向依次附接在所述管道本体上，以使所述管道本体被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与所述加热元件相对应的受热区段；
所述控制方法包括：
获取各所述受热区段的实际温度；
根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件的目标功率；
控制各所述加热元件以该加热元件对应的目标功率进行运行。
可选的，在本申请部分实施例中，其特征在于，所述根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件的目标功率，包括：
计算各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值；
根据各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值，以及各所述受热区段的实际温度的变化趋势，得到各所述受热区段所对应所述加热元件的目标功率。
可选的，在本申请部分实施例中，所述根据所述差值与所述实际温度的变化趋势，得到各所述加热元件的目标功率包括：
针对每个所述受热区段，检测该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值是否大于设定阈值，以及该受热区段的实际温度的变化趋势是否递增；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值大于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递增，则将该受热区段对应的加热元件的目标功率设置为预设值；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值大于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递减，则根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值小于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递增，则根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值小于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递减，则将该受热区段对应的加热元件最大功率设置为目标功率。
可选的，在本申请部分实施例中，所述根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率，包括：
根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，通过以下公式，得到所述加热元件的目标功率：
其中，μ(t)为t时刻的目标功率，T为实际温度，D1为微分时间常数，U为加热元件的最大功率，t为时间。
可选的，在本申请部分实施例中，所述根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率，包括：
根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，通过以下公式，得到所述加热元件的目标功率：
其中，μ(t)为t时刻的目标功率，T为实际温度，T0为目标温度，D2为微分时间常数，P2为比例系数，I2为积分时间常数，U为加热元件的最大功率，t为时间。
第二方面，本申请提供了一种飞行器管道加热系统，包括：
管道本体；
多个加热元件，多个所述加热元件沿所述管道本体延伸方向依次附接在所述管道本体上，以使所述管道本体被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与所述加热元件相对应的受热区段；
采集单元，所述采集单元用于获取各所述受热区段的实际温度；
控制单元，所述控制单元用于根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件的目标功率，并控制各所述加热元件以该加热元件对应的目标功率进行运行。
可选的，在本申请部分实施例中，所述控制单元被配置为：
计算各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值；
根据各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值，以及各所述受热区段的实际温度的变化趋势，得到各所述受热区段所对应所述加热元件的目标功率。
可选的，在本申请部分实施例中，所述加热元件为加热丝，所述控制单元配置成向所述加热丝施加电流，从而控制所述加热丝的功率。
可选的，在本申请部分实施例中，所述采集单元包括光纤温度传感器，所述光纤温度传感器包括附接在所述管道本体上的感应光纤。
可选的，在本申请部分实施例中，所述感应光纤在所述管道本体的延伸方向上至少部分呈围绕管道本体的螺旋延伸形状，和/或所述感应光纤在所述管道本体的延伸方向上至少部分呈与所述管道本体并排延伸的形状。
可选的，在本申请部分实施例中，所述管道本体包括多层相互套接的管道层，相邻两所述管道层之间限定出夹层空间，所述采集单元与所述加热元件至少部分地分别设置在不同所述夹层空间当中。
可选的，在本申请部分实施例中，所述加热元件为加热丝、发热管或者电阻加热片中的任意一种或几种。
可选的，在本申请部分实施例中，相邻两个所述加热元件在所述管道本体的延伸方向上部分重叠，或者彼此间隔，或者端部相互齐平。
第三方面，本申请提供了一种飞机，包括如第二方面所述飞行器管道加热系统。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于在管道本体上设置了多个沿管道本体延伸方向依次排布的加热元件，从而将管道本体被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与加热元件相对应的受热区段，在控制方法当中，对各受热区段的实际温度进行获取，然后根据预设的目标温度以及各受热区段的实际温度，差异地控制每一加热元件以目标功率运行，进而使得在满足各受热区段加热需求的前提下，降低加热元件的能耗，节约飞行器管道加热系统的能耗。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于设置了多个能够进行独立控制的加热元件，管道加热控制系统可以有效应对由于管道本体过长、途径区域温度变化过大过快从而导致管道本体形成高温段/低温段的情况，对不同段的温度表现而实施不同的加热策略，计算出加热元件的目标功率，从而维持各个受热区段的温度在一个较小范围内波动，达到相对稳定的温度状态，实现精准自动控温、节省机上能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：
图1为本发明所提供实施例中飞行器管道加热系统的结构示意图；
图2为本发明所提供实施例中加热元件在管道本体上的分布示意图；
图3为本发明所提供实施例中控制单元计算加热元件目标功率的示意图；
图4为本发明所提供实施例中在某一受热区段在采用不同控制策略时实际温度随时间的变化示意图；
图5为本发明所提供实施例中管道本体的横截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。
涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
实施例
本实施例的主体是一种飞行器管道加热系统，应用于飞机之上，请参见图1，图1为发明实施例所提供的飞行器管道加热系统的结构示意图，在本实施例中，飞行器管道加热系统包括：
管道本体1；
多个加热元件2，多个加热元件2沿管道本体1延伸方向依次附接在管道本体1上，以使管道本体1被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与加热元件2相对应的受热区段；
采集单元3，采集单元3用于获取各受热区段的实际温度；
控制单元，所述控制单元用于根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件2的目标功率，并控制各所述加热元件2以该加热元件2对应的目标功率进行运行。
其中，关于管道本体1，在本实施例中，上述管道本体1为飞行器上的供水管路，供水管路主要用于将机上饮用水箱中的饮用水输送至各个供水点，并保证管路内饮用水不会结冰。需要说明的是上，上述管道本体1并不限定于飞行器上的供水管路，其还可以是废水管路、燃油管路等等，实施人员可以依据自身需求而具体选用。
此外，管道本体1的延伸方向即指管道本体1的轴向，其可以随着管道本体1的弯折而对应弯折。请参见图2，图2为本发明所提供实施例中加热元件2在管道本体1上的分布示意图，加热元件2附接在管道本体1的内壁或者外壁，用于将自身的热量热传导给管道本体1，从而避免管道本体1内部的流体介质或者管道本体1外壁上形成结冰。同时，由于每一加热元件2的辐射范围，或者主要辐射范围有限，所以在管道本体1上被会被划分出多个依次排布的受热区段，每一受热区段对应一加热元件2，即每一受热区段主要受到某一个加热元件2的热导影响。可以理解的是，相邻两个受热区段可以是完全独立的，也可以是彼此部分重叠的，但并不会是完全重叠的。
至于采集单元3，其主要用于采集管道本体1上各受热区段的实际温度，从而获取整个管道本体1沿自身延伸方向上各受热区段的实际温度。针对上述采集单元3所采集的各受热区段的实际温度，控制单元可以将其存储至存储器当中并上传至飞控系统。
在本实施例中，由于在管道本体1上设置了多个沿管道本体1延伸方向依次排布的加热元件2，从而将管道本体1被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与加热元件2相对应的受热区段。采集单元3采集每一受热区段的实际温度，并反馈给控制单元，控制单元则根据预设的目标温度以及各受热区段的实际温度，得到各所述加热元件2的目标功率，并控制各所述加热元件2以该加热元件2对应的目标功率进行运行，进而实现差异地控制每一加热元件2的温度，满足各受热区段加热需求的前提下，降低加热元件2的能耗，节约飞行器管道加热系统的能耗。
关于上述控制单元控制每一加热元件2的功率，控制单元可以仅根据由采集单元3所获得每一受热区段实际温度与预设的目标温度之间的差值而确定每一加热元件2的目标功率，但仅以实际温度与目标温度之间的差值而确定每一加热元件2的目标功率，受热区段的温度容易在目标温度处形成大幅度往复波动，温度稳定状态较差。
所以在本实施例中，控制单元被配置为：
计算各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值；
根据各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值，以及各所述受热区段的实际温度的变化趋势，得到各所述受热区段所对应所述加热元件2的目标功率。
其中，实际温度的变化趋势能够准确地反映某一受热区段的温度变化程度，从而使得控制单元能够更为准确地控制加热元件2的目标功率，维持各个受热区段度在一个较小范围内波动，达到相对稳定的温度状态。
此外，加热元件2可以被配置成通过根据温度控制单元的指令而控制自身温度，例如，每一加热元件2均独立设置有用于接收温度控制单元指令的接收器，接收器用于控制单元向每一加热元件2的温度指令，从而使得加热元件2改变自身温度。而在本实施例中，加热元件2为加热丝，控制单元配置成向加热丝施加电流，从而控制加热丝的功率。更为具体的，请再次参见图1，在本实施例中，上述控制单元包括有控制器和变功率输出器，其中，控制器用于接收、获取采集单元3所反馈的实际温度，并控制变功率输出器输出指定PWM波给加热元件2。
更为具体的，在本实施例中，上述控制单元的控制方法包括：
S101、针对每个所述受热区段，检测该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值是否大于设定阈值，以及该受热区段的实际温度的变化趋势是否递增；
关于实际温度与目标温度的差值，其主要用于反映实际温度和目标温度之间在数值上的差异大小，以辅助后续逻辑判断，进而达到快速调整受热区段温度的目的。更为具体的，在本实施例中，上述预设阈值具体为0，实施人员还可以选择例如0.1、0.2、0.3、1、2等等其他预设阈值，本公开对此不作特别限定。
关于实际温度的变化趋势，在本实施例中，采集单元3将一段时间内所采集的某一受热区段的实际温度T(t)，作为输入量反馈给控制单元。控制单元对一段时间内所采集的实际温度T(t)进行一次微分，进而获得
其中，
的数值大小可以表征实际温度的变化趋势。当
大于0时，则可以判定此时实际温度的变化趋势递增，即实际温度随着时间具有上升的趋势，而当
小于0时。则可以判断此时变化趋势递减，即实际温度随着时间具有下降的趋势。需要说明的，关于
等于0时的情况，实施人员可以对应选择将其归入于变化趋势递增或者变化趋势递增的情况，在本实施例中，则将
等于0时的情况，视为实际温度的变化趋势递增。实施人员还可以根据其他方式对实际温度的变化趋势进行检测，本发明对此不作特别限定。
请结合图3和图4，其中，图4为本实施例中某一受热区段在采用不同控制策略时实际温度随时间的变化示意图，其中横坐标为时间，纵坐标为实际温度，而零点对应于目标温度。在本实施例中，根据差值与实际温度的变化趋势，控制对应加热元件2的功率，还包括：
S201，若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值大于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递增，则将该受热区段对应的加热元件的目标功率设置为预设值；
请结合图4，结合图4可以看出的是，实际温度高于目标温度，并且实际温度随着时间的变化而不断上升，此时，可以目标功率设置成0等预设值，进而以较低预设功率运行或者不运行，避免加热元件2额外放热所造成的能源浪费。
S202，若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值大于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递减，则根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率；
详细地说，在本实施例的步骤202中，所述根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率，包括：
根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，通过以下公式，得到所述加热元件的目标功率：
其中，μ(t)为t时刻的目标功率，T为实际温度，D1为微分时间常数，U为加热元件的最大功率，t为时间。
请再次结合图4，可以看出的是：在初期，实际温度高于目标温度但具有随时间变化而不断下降，进而接近目标温度的趋势，而在控制方法下，可以缓解实际温度接近目标温度的趋势，从而防止实际温度由于惯性而低于目标温度，避免受热区段实际温度在目标温度上下波动，降低加热元件2的能耗。
S203、若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值小于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递增，则根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率；
详细地说，在本实施例的步骤S203中，所述根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率，包括：
根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，通过以下公式，得到所述加热元件的目标功率：
其中，μ(t)为t时刻的目标功率，T为实际温度，T0为目标温度，D2为微分时间常数，P2为比例系数，I2为积分时间常数，U为加热元件的最大功率，t为时间。
结合图4可以看出的是，初期实际温度虽然低于目标温度但具有随时间变化而不断上升，进而接近目标温度的趋势，而在采用PID控制方法使加热元件2以目标功率运行，会使实际温度逐步地趋近于目标温度，进而避免能源浪费。
S204、若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值小于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递减，则将该受热区段对应的加热元件最大功率设置为目标功率。结合图4可以看出的是，受热区段的温度快速接近目标温度。
上述描述已对本实施例所提供的飞行器管道加热系统的加热控制方法做出了介绍，下面将逐步介绍本实施例所提供的飞行器管道加热系统具体结构。
请参见图5，本实施例中管道本体1的横截面示意图，在实施例所提供的方案当中，管道本体1包括多层相互套接的管道层，加热元件2、采集单元3附接在管道层之上。
其中，上述采集单元3可以是多个，多个采集单元3沿着管道本体1延伸方向依次排布，从而实现对于管道本体1延伸方向各处的温度检测。而本实施例所提供的飞行器管道加热系统，为实现对于各个沿管道本体1延伸依次排布的各受热区段实际温度的采集，还对采集单元3做出了一定改进，具体而言，在本实施例中，采集单元3包括光纤温度传感器，光纤温度传感器包括附接在管道本体1上的感应光纤31。其中，感应光纤31能够实现对管道本体1沿自身轴线方向的温度分布进行实时连续分布式测量，进而实时获得各受热区段的温度情况。
需要说明的是，上述感应光纤31可以是呈与管道本体1并排延伸的形状，但如此设置，在管道本体1延伸长度的限制下，感应光纤31的精度较低，所以在本实施例中，感应光纤31在管道本体1的延伸方向上至少部分呈围绕管道本体的螺旋延伸形状。其中，呈螺旋延伸形状的感应光纤31在管道本体1延伸长度的限制下，能够更为精确地获知各受热区段的实际温度，精确度更好。
还需要说明的是，上述感应光纤31还可以是一部分呈螺旋延伸形状而一部分呈与管道本体1延伸的形状，本发明对此不作特别限定，实施人员可以根据自身需求而对应选择。
另外，关于加热元件2，正如前文中所描述的，本实施例采用了加热丝作为加热元件2，实施人员还可以将加热元件2部分或者全部替代为发热管或者电阻加热片，只要确保加热元件2能够沿着管道本体1的延伸方向而依次排布即可，本发明对此不作特别限定，实施人员可以根据自身需求而对应选择。关更为具体的，在本实施例中，各个加热元件2均为加热丝，其中，加热元件2包括由第一金属材料制成的内芯和第二金属材料制成的导体，导体包裹在内芯上。其中，第一金属材料可以选择为铜、锡、铁和镍－铬构中的任意一种或者几种，而第二金属材料可以选择为锡、银和镍中的任意一种或者几种。
在本实施例中，加热丝呈螺旋状地附接在管道本体1之上，实施人员可以将加热丝配置成单旋形状或者双旋形状，本发明对此不做特别限定。同时，关于加热元件2的排布方式，在本实施例中，各个加热丝沿管道本体1的延伸方向间隔单位距离设置，但并不限定于此，例如，在另一实施例中，相邻两个加热元件2在管道本体1的延伸方向上部分重叠，又例如，在另一实施例中，相邻两个加热元件2在管道本体1的延伸方向上端部相互齐平。可以理解的是，在本实施例中，各个加热丝沿管道本体1延伸方向排布的单位距离应当大于采集单元3的分辨率。
请再次参见图5，在本实施例中，相邻两管道层之间限定出夹层空间，采集单元3与加热元件2至少部分地分别设置在不同夹层空间当中，以避免采集单元3与加热元件2相互产生影响。更为具体的，在本实施例中，管道层具体为三层，分别为内管道层11、中管道层12和外管道层13，其中，内管道层11限定出用于供所准备输送介质流动的通道，内管道层11可以采用尼龙、橡胶等聚合物所构成。采集单元3中的感应光纤31则设置在内管道层11和中管道层12之间，中管道层12用于包裹内管道层11和感应光纤31，其可由尼龙、橡胶等聚合物所构成，同时，中管道层12的端部设置有供感应光纤31引出的接口。加热丝则设置于中管道层12和外管道层13之间所形成的夹层空间当中，外管道层13上形成有供加热丝以及感应光纤31引出的引出接口。外管道层13可以选用防水防潮防腐蚀材料，包括但不限于包括聚乙烯。
本文中所描述的不同实施方案的零部件可经组合以形成上文未具体陈述的其它实施例。零部件可不考虑在本文中所描述的结构内而不会不利地影响其操作。此外，各种单独零部件可被组合成一或多个个别零部件以执行本文中所描述的功能。
此外，尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (14)
1.一种飞行器管道加热控制方法，其特征在于，应用于飞行器管道加热系统，所述飞行器管道加热系统包括：
管道本体；
多个加热元件，多个所述加热元件沿所述管道本体延伸方向依次附接在所述管道本体上，以使所述管道本体被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与所述加热元件相对应的受热区段；
所述控制方法包括：
获取各所述受热区段的实际温度；
根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件的目标功率；
控制各所述加热元件以该加热元件对应的目标功率进行运行。
2.如权利要求1所述飞行器管道加热控制方法，其特征在于，所述根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件的目标功率，包括：
计算各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值；
根据各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值，以及各所述受热区段的实际温度的变化趋势，得到各所述受热区段所对应所述加热元件的目标功率。
3.如权利要求2所述飞行器管道加热控制方法，其特征在于，所述根据所述差值与所述实际温度的变化趋势，得到各所述加热元件的目标功率包括：
针对每个所述受热区段，检测该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值是否大于设定阈值，以及该受热区段的实际温度的变化趋势是否递增；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值大于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递增，则将该受热区段对应的加热元件的目标功率设置为预设值；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值大于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递减，则根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值小于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递增，则根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率；
若该受热区段的实际温度与所述目标温度的差值小于所述设定阈值，且该受热区段的实际温度的变化趋势递减，则将该受热区段对应的加热元件最大功率设置为目标功率。
4.如权利要求3所述飞行器管道加热控制方法，其特征在于，所述根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率，包括：
根据所述实际温度和对应加热元件的最大功率，通过以下公式，得到所述加热元件的目标功率：
其中，μ(t)为t时刻的目标功率，T为实际温度，D1为微分时间常数，U为加热元件的最大功率，t为时间。
5.如权利要求3所述飞行器管道加热控制方法，其特征在于，所述根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，得到该受热区段对应的加热元件的目标功率，包括：
根据所述实际温度、所述目标温度以及对应加热元件的最大功率，通过以下公式，得到所述加热元件的目标功率：
其中，μ(t)为t时刻的目标功率，T为实际温度，T0为目标温度，D2为微分时间常数，P2为比例系数，I2为积分时间常数，U为加热元件的最大功率，t为时间。
6.一种飞行器管道加热系统，其特征在于，包括：
管道本体；
多个加热元件，多个所述加热元件沿所述管道本体延伸方向依次附接在所述管道本体上，以使所述管道本体被划分成多个沿其延伸方向依次连续排布并与所述加热元件相对应的受热区段；
采集单元，所述采集单元用于获取各所述受热区段的实际温度；
控制单元，所述控制单元用于根据预设的目标温度以及各所述受热区段的实际温度，得到各所述加热元件的目标功率，并控制各所述加热元件以该加热元件对应的目标功率进行运行。
7.如权利要求6所述飞行器管道加热系统，其特征在于，所述控制单元被配置为：
计算各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值；
根据各所述受热区段的实际温度与所述目标温度的差值，以及各所述受热区段的实际温度的变化趋势，得到各所述受热区段所对应所述加热元件的目标功率。
8.如权利要求6所述飞行器管道加热系统，其特征在于，所述加热元件为加热丝，所述控制单元配置成向所述加热丝施加电流，从而控制所述加热丝的功率。
9.如权利要求6所述飞行器管道加热系统，其特征在于，所述采集单元包括光纤温度传感器，所述光纤温度传感器包括附接在所述管道本体上的感应光纤。
10.如权利要求6所述飞行器管道加热系统，其特征在于，所述感应光纤在所述管道本体的延伸方向上至少部分呈围绕管道本体的螺旋延伸形状，和/或所述感应光纤在所述管道本体的延伸方向上至少部分呈与所述管道本体并排延伸的形状。
11.如权利要求6所述飞行器管道加热系统，其特征在于，所述管道本体包括多层相互套接的管道层，相邻两所述管道层之间限定出夹层空间，所述采集单元与所述加热元件至少部分地分别设置在不同所述夹层空间当中。
12.如权利要求6所述飞行器管道加热系统，其特征在于，所述加热元件为加热丝、发热管或者电阻加热片中的任意一种或几种。
13.如权利要求6或12所述飞行器管道加热系统，其特征在于，相邻两个所述加热元件在所述管道本体的延伸方向上部分重叠，或者彼此间隔，或者端部相互齐平。
14.一种飞机，其特征在于，包括如权利要求6至13中任意一项所述飞行器管道加热系统。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118224536A (zh) * | 2024-05-24 | 2024-06-21 | 新疆石油管理局有限公司 | 一种变功率加热管道系统 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009052849A1 (de) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Rehau Ag + Co | Verfahren zur herstellung eines systems zum leiten und temperieren einer harnstoff-wasser-lösung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
| WO2011015362A1 (de) * | 2009-08-05 | 2011-02-10 | Eugen Forschner Gmbh | Beheizbares schlauchsystem |
| US20130048128A1 (en) * | 2010-03-10 | 2013-02-28 | Airbus Operations Gmbh | Protection of water conduits against frost |
| CN205244719U (zh) * | 2015-11-11 | 2016-05-18 | 东旭（营口）光电显示有限公司 | 管道控温装置 |
| WO2019168836A1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | University Of Virginia Patent Foundation | System and method for disinfection of a plumbing system associated with liquid waste |
| US20190331429A1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | Airbus Operations Gmbh | Pipe heating system for an aircraft |
| CN110513930A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-11-29 | 四川长虹空调有限公司 | 空气源热泵机组变频压缩机加减载控制方法 |
| CN111023458A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 四川长虹空调有限公司 | 一种延长结霜周期的电子膨胀阀控制方法及空调 |
| CN111166156A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 九阳股份有限公司 | 蒸汽加热式烹饪器具的蒸汽温度控制方法 |
| CN111491408A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-04 | 中电海康集团有限公司 | 一种蒸烤箱的恒温控制方法 |
| CN113137764A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-20 | 浙江中广电器股份有限公司 | 一种热泵热水器动态节能控制方法、控制器及热水器 |
| CN113303657A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-08-27 | 添可智能科技有限公司 | 厨房机器人及其作业控制方法和加热底座 |
-
2021
- 2021-11-16 CN CN202111357083.6A patent/CN114060639B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009052849A1 (de) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Rehau Ag + Co | Verfahren zur herstellung eines systems zum leiten und temperieren einer harnstoff-wasser-lösung und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
| WO2011015362A1 (de) * | 2009-08-05 | 2011-02-10 | Eugen Forschner Gmbh | Beheizbares schlauchsystem |
| US20130048128A1 (en) * | 2010-03-10 | 2013-02-28 | Airbus Operations Gmbh | Protection of water conduits against frost |
| CN205244719U (zh) * | 2015-11-11 | 2016-05-18 | 东旭（营口）光电显示有限公司 | 管道控温装置 |
| WO2019168836A1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | University Of Virginia Patent Foundation | System and method for disinfection of a plumbing system associated with liquid waste |
| US20190331429A1 (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | Airbus Operations Gmbh | Pipe heating system for an aircraft |
| CN111166156A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 九阳股份有限公司 | 蒸汽加热式烹饪器具的蒸汽温度控制方法 |
| CN110513930A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-11-29 | 四川长虹空调有限公司 | 空气源热泵机组变频压缩机加减载控制方法 |
| CN111023458A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 四川长虹空调有限公司 | 一种延长结霜周期的电子膨胀阀控制方法及空调 |
| CN111491408A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-04 | 中电海康集团有限公司 | 一种蒸烤箱的恒温控制方法 |
| CN113137764A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-20 | 浙江中广电器股份有限公司 | 一种热泵热水器动态节能控制方法、控制器及热水器 |
| CN113303657A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-08-27 | 添可智能科技有限公司 | 厨房机器人及其作业控制方法和加热底座 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118224536A (zh) * | 2024-05-24 | 2024-06-21 | 新疆石油管理局有限公司 | 一种变功率加热管道系统 |
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| Publication number | Publication date |
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