CN116576600A - 一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法。该制冷系统间室温度快速稳定控制方法包括：获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度；根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差；根据控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差确定控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，并按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度。通过该方法可实现对间室温度的快速稳定调节，缩短间室温度进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率，同时，减小温度平衡过程中加热器的出力，实现设备的节能运行。
Description
本申请是申请号为202310113627.7专利申请的分案申请(原申请的申请日为2023年2月15日，发明名称为一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法)
技术领域
本发明涉及测试设备技术领域，尤其涉及一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法。
背景技术
电子膨胀阀是一种通过步进电机驱动的制冷剂流量调节装置，该装置通过给步进电机提供逻辑数字信号来控制内部阀杆螺纹驱动阀针运动，由此实现阀门流量与面积的控制。在一些负荷变化较剧烈、控温精度较高或运行工况范围较宽等场合,传统的节流元件(如毛细管、热力膨胀阀等)已不能满足温度控制精度及节能方面的要求,电子膨胀阀的应用越来越广泛。
在对电子膨胀阀的控制中，大量采用以蒸发器出口过热度为控制对象的调节策略，该策略通过控制过热度目标值与实际值间偏差以实现对制冷剂流量的调节，即：系统负荷增加时，会导致过热度偏差增大，电子膨胀阀的开度会加大，从而进入蒸发器的制冷剂流量增加；系统负荷减小时，会导致过热度偏差减小，电子膨胀阀的开度会减小，从而进入蒸发器的制冷剂流量减小。蒸发器出口过热度的控制策略使得制冷系统在任意时刻，都是以趋近最大制冷量的状态运行，这对于保障制冷设备换热器充分换热、加快系统降温和避免压缩机吸气带液运行均有着积极重要的作用。
然而，对于环境试验设备的制冷系统而言，当间室温度接近目标温度时，尤其是较小热负荷时，如果制冷系统仍是趋近最大制冷量的状态运行，则会带来以下不足：一方面导致间室温度出现较大过冲量，使得间室温度平衡过程需经过多次振荡，因此进入稳定状态的时间延长，不利于设备快速到达测试状态。另一方面，导致温度平衡过程中加热器出力输出偏大，不利于设备的节能运行。
发明内容
本发明提供了一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法，以使间室温度快速进入稳定状态，缩短间室温度进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率。
根据本发明的一方面，提供了一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法，该制冷系统间室温度快速稳定控制方法包括：
获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度；
根据所述控温间室的当前目标温度和所述控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差；其中，所述控温间室的当前温度偏差为控温间室的当前目标温度减去控温间室的实际温度；
根据所述控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差确定控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，并按照所述当前控制模式调控所述电子膨胀阀的开度；
若所述控温间室的当前温度偏差大于或者等于所述预设温度偏差，则控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为目标开度控制模式；
所述目标开度控制模式为：确定制冷系统当前所处的旁通模式，并根据当前所处的旁通模式，以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表；获取控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度，根据所述控温间室的当前目标温度和所述当前外部环境温度在所述目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块；根据所述目标选用计算区块按照预设目标开度值计算算法确定控温间室电子膨胀阀的当前预置开度。
可选地，所述预设目标开度值计算算法为：
其中，
其中，x1为目标选用计算区块的控温间室目标温度的最小边界值，x2为目标选用计算区块的控温间室目标温度的最大边界值，y1为目标选用计算区块的外部环境温度的最小边界值，y2为目标选用计算区块的外部环境温度的最大边界值，f(Q11)、f(Q12)、f(Q21)、f(Q22)依次为目标选用计算区块的四个顶点处的开度预置值。
可选地，所述根据当前所处的旁通模式，以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表，包括：
根据当前所处的旁通模式确定当前所处的旁通模式的模式编号；
根据当前所处的旁通模式的模式编号，查询预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，以确定目标恒温预平衡开度查询表。
可选地，所述目标恒温预平衡开度查询表由控温间室目标温度的多个特征点值、外部环境温度的多个特征点值，以及根据各个特征点值划分出的多个计算区块组成；
所述根据所述控温间室的当前目标温度和所述当前外部环境温度在所述目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块，包括：
根据所述控温间室的当前目标温度、所述当前外部环境温度以及各特征点值确定目标选用计算区块。
可选地，所述制冷系统至少包括第一热气旁通电磁阀、第二热气旁通电磁阀和冷气旁通电磁阀；
所述确定制冷系统当前所处的旁通模式，包括：根据所述第一热气旁通电磁阀、所述第二热气旁通电磁阀和所述冷气旁通电磁阀的开关状态确定制冷系统当前所处的旁通模式。
可选地，在按照所述当前控制模式调控所述电子膨胀阀的开度之后，还包括：
判断所述当前目标温度是否发生变动，并在发生变动时返回执行根据所述控温间室的当前目标温度和所述控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差的操作直到当前目标温度不再发生变动。
可选地，若所述控温间室的当前温度偏差小于所述预设温度偏差，则控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为过热度偏差控制模式。
可选地，所述过热度偏差控制模式为：
获取蒸发器的当前过热度和目标过热度；并根据蒸发器的当前过热度和目标过热度的偏差对电子膨胀阀的开度进行PID调节。
可选地，所述预设旁通模式与所述预设恒温预平衡开度查询表的对应关系是一一对应关系。
可选地，所述旁通模式的模式编号是指依据制冷系统所具有的所有旁通模式的数量进行编号的，并且每一种模式编号对应的旁通模式都对应设置有一个所述恒温预平衡开度查询表。
本发明实施例的技术方案，通过提供一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法，该制冷系统间室温度快速稳定控制方法包括：获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度；根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差；根据控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差确定控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，并按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度。通过该方法可以实现：通过实时获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度并根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差，然后基于控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差可以合理确定出控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，最后根据得到的控制模式控制控温间电子膨胀阀的开度，以实现对间室温度的快速稳定调节，缩短间室温度进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率，同时，减小温度平衡过程中加热器的出力，实现设备的节能运行。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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是现有技术中间室温度进入稳定状态时间延长的示意图；
图2是现有技术中间室温度平衡过程中加热器出力输出偏大的示意图；
图3为本发明实施例中提供的一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法的流程图；
图4是本发明实施例中提供的另一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法的流程图；
图5是本发明实施例中提供的一种电子膨胀阀目标开度控制模式的控制方法的流程图；
图6是本发明实施例中提供的一种制冷系统的原理结构框图；
图7是本发明实施例中提供的制冷系统各种旁通模式分布示意图；
图8是本发明实施例中提供的旁通模式1对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图9是本发明实施例中提供的旁通模式2对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图10是本发明实施例中提供的旁通模式3对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图11是本发明实施例中提供的旁通模式4对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图12是本发明实施例中提供的旁通模式5对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图13是本发明实施例中提供的旁通模式6对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图14是本发明实施例中提供的旁通模式7对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图15是本发明实施例中提供的旁通模式8对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图；
图16是本发明实施例中提供的另一种电子膨胀阀目标开度控制模式的控制方法的流程图；
图17是本发明实施例中提供的一种恒温预平衡开度查询表的区块划分示意图；
图18是本发明实施例中提供的双线性插值示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是现有技术中间室温度进入稳定状态时间延长的示意图，图2是现有技术中间室温度平衡过程中加热器出力输出偏大的示意图。经发明人研究发现，电子膨胀阀是一种通过步进电机驱动的制冷剂流量调节装置,该装置通过给步进电机提供逻辑数字信号来控制内部阀杆螺纹驱动阀针运动,由此实现阀门流量与面积的控制。在一些负荷变化较剧烈、控温精度较高或运行工况范围较宽等场合,传统的节流元件(如毛细管、热力膨胀阀等)已不能满足温度控制精度及节能方面的要求,电子膨胀阀的应用越来越广泛。
在对电子膨胀阀的控制中，大量采用以蒸发器出口过热度为控制对象的调节策略，该策略通过控制过热度目标值与实际值间偏差以实现对制冷剂流量的调节。例如，CN103743063 B公开了一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，用于控制空调系统中的电子膨胀阀的开度，该空调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、电子膨胀阀和控制系统，在蒸发器中部、蒸发器出口以及冷凝器中部分别设有温度传感器，各温度传感器均与控制系统连接，且电子膨胀阀在控制系统的控制下调节开度，其开度控制方法包括：电子膨胀阀开度初始化完成，并保持t时间后，检测冷凝器中部温度Tc；(1)当Tc＜T1，电子膨胀阀设为最小开度；(2)当Tc＞Th，电子膨胀阀设为最大开度；(3)当T1≤Tc≤Th，检测所述蒸发器中部温度Tm，蒸发器出口温度Tg，并得到蒸发器出口过热度ΔT＝Tg-Tm；根据检测到的冷凝器中部温度Tc来设定蒸发器出口目标过热度Tsh，其中，Tsh＝[a-(Tc-45)*b]*Tsh0；当ΔT-Tsh＞1℃，增大电子膨胀阀开度；当-1℃＜ΔT-Tsh≤1℃，保持电子膨胀阀现有开度；当ΔT-Tsh≤-1℃，减小电子膨胀阀开度；其中T1为所述压缩机允许的最小排气压力对应的饱和温度，Th为所述压缩机允许的最大排气压力对应的饱和温度；a和b均为修正参数，通过曲线拟合得到；Tsh0为制冷标准测试工况下调节电子膨胀阀开度使制冷系统处于最佳运行状态下得到的蒸发器出口过热度基础参数。
为了提升以蒸发器出口过热度为控制对象的调节策略可靠性，CN 112303972 B公开了一种电子膨胀阀控制方法、系统及制冷系统，该方法包括：实时检测蒸发器过热度△，根据蒸发器过热度△与设定的蒸发器目标过热度△的差值对电子膨胀阀的开度进行PID调节；当蒸发器过热度△大于设定的带液保护过热度△时，将所述PID调节的调节系数设置为:比例系数Kp、积分时间常数Ti和微分时间常数Td，否则，将所述PID调节的调节系数设置为：比例系数Kp、防带液积分时间常数Ti和微分时间常数Td。
以蒸发器出口过热度为控制对象的调节策略，通过控制过热度目标值与实际值间偏差以实现对制冷剂流量的调节，即：系统负荷增加时，会导致过热度偏差增大，电子膨胀阀的开度会加大，从而进入蒸发器的制冷剂流量增加；系统负荷减小时，会导致过热度偏差减小，电子膨胀阀的开度会减小，从而进入蒸发器的制冷剂流量减小。蒸发器出口过热度的控制策略使得制冷系统在任意时刻，都是以趋近最大制冷量的状态运行，这对于保障制冷设备换热器充分换热、加快系统降温和避免压缩机吸气带液运行均有着积极重要的作用。然而，对于环境试验设备的制冷系统而言，当间室温度Tipv接近目标温度Tisv时，尤其是较小热负荷时，如果制冷系统仍是趋近最大制冷量的状态运行，则会带来以下不足：一方面，如图1所示，导致间室温度Tipv出现较大过冲量，Tipv温度平衡过程需经过多次振荡，因此进入稳定状态的时间延长，不利于设备快速到达测试状态。另一方面，如图2所示，导致温度平衡过程中加热器HT的加热器出力输出偏大，不利于设备的节能运行。
为此，本发明实施例提供了一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法，以使间室温度快速进入稳定状态，缩短间室温度进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率。
图3为本发明实施例中提供的一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法的流程图。参考图3，该方法包括：
S110、获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度。
其中，控温间室的当前目标温度可以通过控温间室的温度设置或管理平台等获取。其中，控温间室的实际温度可以通过控温间室的温度检测传感器等获取。
S120、根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差。
其中，设控温间室的当前温度偏差为Tipv_err，则Tipv_err为：
Tipv_err＝Tisv-Tipv
其中，Tisv为控温间室的当前目标温度，Tipv为控温间室的实际温度。
S130、根据控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差确定控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，并按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度。
其中，预设温度偏差的具体数值可根据实际情况进行设置，在此不做具体的限定。
在本实施例的技术方案中，该制冷系统间室温度快速稳定控制方法的工作原理为：参考图3，首先，获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度。然后，根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差。最后，根据控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差确定控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，并按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度。通过该方法可以实现：通过实时获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度并根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差，然后基于控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差可以合理确定出控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，最后根据得到的控制模式控制控温间电子膨胀阀的开度，以实现对间室温度的快速稳定调节，缩短间室温度进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率，同时，减小温度平衡过程中加热器的出力，实现设备的节能运行。
图4是本发明实施例中提供的另一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法的流程图。在上述实施例的基础上，可选地，参考图4，该方法包括：
S210、获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度。
S220、根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差。
S230、判断控温间室的当前温度偏差是否小于预设温度偏差；若是，则执行步骤S240；否则，执行步骤S250。
其中，电子膨胀阀的开度控制具体过热度偏差控制模式和目标开度控制模式两种。通过将控温间室的当前温度偏差与预设温度偏差进行比较，可以实现电子膨胀阀开度控制方式的自动且合理的切换，使得电子膨胀阀的开度控制更加合理，从而可以实现控温间室温度的快速稳定控制。
具体的，如果控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差，则执行步骤S240，即控温间室的电子膨胀阀的开度控制模式为过热度偏差控制模式，在此控制模式下，可使设备保持较好的降温速率性能。如果控温间室的当前温度偏差大于或者等于预设温度偏差，则执行步骤S250，即控制间室的电子膨胀阀的开度控制模式为目标开度控制模式，通过该模式的控制，可以实现间室温度的快速温度控制，缩短进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率，同时，温度平衡过程中加热器的加热器出力输小，能够实现设备节能运行。由此，通过将控温间室的当前温度偏差与预设温度偏差进行比较，自动且合理的配置控温间室电子膨胀阀的开度控制方式，实现间室温度的快速稳定控制。
S240、控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为过热度偏差控制模式。
具体的，如果控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差，则执行步骤S240，即控温间室的电子膨胀阀的开度控制模式为过热度偏差控制模式，在此控制模式下，可使设备保持较好的降温速率性能。
可选地，过热度偏差控制模式为：获取蒸发器的当前过热度和目标过热度；并根据蒸发器的当前过热度和目标过热度的偏差对电子膨胀阀的开度进行PID调节。
S250、控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为目标开度控制模式。
具体的，如果控温间室的当前温度偏差大于或者等于预设温度偏差，则执行步骤S250，即控制间室的电子膨胀阀的开度控制模式为目标开度控制模式，通过该模式的控制，可以实现间室温度的快速温度控制，缩短进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率，同时，温度平衡过程中加热器的加热器出力输小，能够实现设备节能运行。
S260、判断当前目标温度是否发生变动，若发生变动，则返回执行步骤S220的操作；否则，程序结束。
其中，在确定电子膨胀阀开度的当前控制模式，并按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度之后，还包括：进一步的判断当前目标温度是否发生变动，如果发生变动则返回执行步骤S220，根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度重新确定控温间室的当前温度偏差，并通过重新比较控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差以重新确定控温间室电子膨胀阀的开度控制模式，使得电子膨胀阀的开度控制模式能够根据实际的目标温度变动情况自动做出调整，从而实现间室温度的准确合理控制。
具体的，判断当前目标温度是否发生变动，并在发生变动时返回执行根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差的操作直到当前目标温度不再发生变动为止。
在本实施例的技术方案中，该制冷系统间室温度快速稳定控制方法的工作原理为：参考图4，首先，获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度。然后，根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差。其次，判断控温间室的当前温度偏差是否小于预设温度偏差。若是，则控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为过热度偏差控制模式。否则，控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为目标开度控制模式。最后，按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度。并且在按照当前控制模式调控电子膨胀阀的开度之后，进一步的判断当前目标温度是否发生变动，并在发生变动时返回执行根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差的操作直到当前目标温度不再发生变动。通过该方法可以实现：通过实时获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度并根据控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差，然后通过比较控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差可以准确且合理地确定出控温间室电子膨胀阀开度的当前控制模式，最后根据得到的控制模式控制控温间电子膨胀阀的开度，以实现对间室温度的快速稳定调节，缩短间室温度进入稳定状态的时间，使得设备能够快速到达测试状态，提升用户测试效率，同时，减小温度平衡过程中加热器的出力，实现设备的节能运行。
图5是本发明实施例中提供的一种电子膨胀阀目标开度控制模式的控制方法的流程图。可选地，参考图5，该方法包括：
S251、确定制冷系统当前所处的旁通模式，并根据当前所处的旁通模式，以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表。
其中，制冷系统的旁通模式有多种，具体和制冷系统的旁通电磁阀(包括热气旁通电磁阀和/或冷气旁通电磁阀)的种类和数量等有关。
其中，预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系是一一对应关系，即每一种旁通模式都对应一个恒温预平衡开度查询表。因此，在确定制冷系统当前所处的旁通模式后，根据确定的旁通模式，按照预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系就可以确定制冷系统当前的恒温预平衡开度查询表。
S252、获取控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度，根据控温间室的当前目标温度、当前外部环境温度以及目标恒温预平衡开度查询表确定控温间室电子膨胀阀的当前预置开度。
其中，在判断出控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差时，确定制冷系统在当前工况(即当前所处的旁通模式，控温间室的当前目标温度以及当前外部环境温度这一工况下)下达到恒温稳定状态时设置电子膨胀阀的合理预置开度，可以实现制冷能力的预先调节和释放，从而使控温间室的温度过冲量能够得到较好的抑制，减少振荡次数，缩短进入恒温状态的时间，实现间室温度的快速稳定控制。
本实施例提供的电子膨胀阀的目标开度控制模式的实现原理为：首先，确定制冷系统当前所处的旁通模式，并根据当前所处的旁通模式，以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表。然后，获取控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度，根据控温间室的当前目标温度、当前外部环境温度以及目标恒温预平衡开度查询表确定控温间室电子膨胀阀的当前预置开度。由此可知，通过在判断出控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差时，通过制冷系统当前所处的旁通模式以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，可以确定目标恒温预平衡开度查询表，进而可以得到控温间室电子膨胀阀的当前预置开度以获得电子膨胀阀的合理开度预置值，从而实现制冷能力的预先调节和释放，使控温间室的温度过冲量得到较好的抑制，缩短进入恒温状态的时间，实现间室温度的快速稳定控制，能快速达到测试状态，提升用户测试效率。且在判断出控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差时，通过判断制冷系统当前所处的旁通模式，并依据旁通模式以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表，并进一步确定控温间室电子膨胀阀的合理开度预置值，由于不同的旁通模式对应不同的恒温预平衡开度查询表，因而可根据制冷系统实际所处的旁通模式工况确定出对应的恒温预平衡查询表，进而根据恒温预平衡查询表进一步确定电子膨胀阀当前对应的合理的预置开度。
图6是本发明实施例中提供的一种制冷系统的原理结构框图。可选地，制冷系统至少包括第一热气旁通电磁阀、第二热气旁通电磁阀和冷气旁通电磁阀；确定制冷系统当前所处的旁通模式，包括：根据第一热气旁通电磁阀、第二热气旁通电磁阀和冷气旁通电磁阀的开关状态确定制冷系统当前所处的旁通模式。
环境试验设备由箱体、控制系统和制冷系统组成，箱体主要由隔热保温材料组成，间室温度可在规定范围内任意调整。其中，控制系统由触摸屏、PLC控制器、温度传感器、压力传感器及相关扩展模块构成。参考图6，制冷系统主要由压缩机COMP、冷凝器COND、蒸发器EVAP、电子膨胀阀EEV、加热器HT、冷凝风机FAN1、循环风机FAN2、电磁阀、毛细管等构成。其中，制冷系统的原理如图6所示，其降温过程为：压缩机COMP出口的高温高压气态制冷剂进入冷凝器COND冷凝后变为液态制冷剂，通过电子膨胀阀EEV节流降压到蒸发器EVAP入口，在蒸发器EVAP内气化吸热制冷。系统配有加热器HT，在间室温度接近目标温度时，启动加热器HT的PID控制进行热负荷对冲调节，以实现箱内精确控温。在制冷状态下，电子膨胀阀EEV可根据蒸发器EVAP出口过热度大小，动态调节开度。当外部负荷很小时，蒸发器EVAP出口过热度减小，可能会出现制冷系统低制冷输出甚至零制冷输出的运行工况，因此通常利用热气旁通回路进行制冷系统能量卸载，以维持系统最低吸气压力。此外，为维持压缩机合理的吸气温度，避免压缩机吸气过热，制冷系统还可能配置有冷气旁通回路。示例性的，图6示出了由第一热气旁通电磁阀SV1、第二热气旁通电磁阀SV2、第一热气旁通毛细管CAP1和第二热气旁通毛细管CAP2组成的热气旁通回路，由冷气旁通电磁阀SV3和冷气旁通毛细管CAP3组成的冷气旁通回路。此外，参考图6，该制冷系统还包括环境温度传感器ST1、蒸发器出口温度传感器ST2、间室温度传感器ST3和蒸发器出口压力传感器SP。
图7是本发明实施例中提供的制冷系统各种旁通模式分布示意图。示例性的，以制冷系统设置第一热气旁通电磁阀SV1、第二热气旁通电磁阀SV2和冷气旁通电磁阀SV3为例，则根据第一热气旁通电磁阀SV1、第二热气旁通电磁阀SV2和冷气旁通电磁阀SV3的开关状态可以得到制冷系统的旁通模式总共有八种模式，各种旁通模式的具体情况如图7所示。其中，“1”代表电磁阀打开ON，“0”代表电磁阀关闭OFF。例如，在第四种旁通模式MODF_bypass3下，第一热气旁通电磁阀SV1的开关状态为打开，第二热气旁通电磁阀SV2的开关状态为打开，冷气旁通电磁阀SV3的开关状态为关闭。
需要说明的是，制冷系统所包含的各种旁通模式情况与制冷系统具体的热旁回路和/或冷旁回路的结构有关，此处列出的八种情况仅是示例性的作用，具体可以根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
其中，预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系是一一对应的，即对于每一种旁通模式MODE_bypassi，都设置有对应的电子膨胀阀恒温预平衡开度查询表，当旁通模式MODE_bypassi发生变化时，只需要按照预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系选择对应的恒温预平衡开度查询表，就可以计算出电子膨胀阀当前的预置开度值Deevi_j_t。具体的：
当MODE_bypassi＝MODE_bypass0时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb0；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass1时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb1；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass2时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb2；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass3时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb3；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass4时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb4；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass5时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb5；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass6时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb6；
当MODE_bypassi＝MODE_bypass7时，Deevi_j_t＝Deevi_j，mb7。
图8-图15分别是旁通模式1-8分别对应的恒温预平衡开度查询表的结构示意图。其中，旁通模式1，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass0时，Deevi_j，mb0根据图8所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式2，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass1时，Deevi_j，mb1根据图9所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式3，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass2时，Deevi_j，mb2根据图10所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式4，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass3时，Deevi_j，mb3根据图11所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式5，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass4时，Deevi_j，mb4根据图12所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式6，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass5时，Deevi_j，mb5根据图13所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式7，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass6时，Deevi_j，mb6根据图14所示的恒温预平衡开度查询表计算；旁通模式8，即，MODE_bypassi＝MODE_bypass7时，Deevi_j，mb7根据图15所示的恒温预平衡开度查询表计算。
图16是本发明实施例中提供的另一种电子膨胀阀目标开度控制模式的控制方法的流程图。可选地，参考图16，该方法包括：
S2501、根据当前所处的旁通模式确定当前所处的旁通模式的模式编号。
其中，制冷系统通常具有多种旁通模式，具体的模式数量与实际使用的电磁阀的开关状态的有关。其中，旁通模式的模式编号是指依据制冷系统所具有的所有旁通模式的数量进行编号的，并且每一种模式编号对应的旁通模式都对应设置有一个恒温预平衡开度查询表。
S2502、根据当前所处的旁通模式的模式编号，查询预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，以确定目标恒温预平衡开度查询表。
其中，由于每个模式编号对应的旁通模式都对应设置有一个恒温预平衡开度查询表，因此在确定制冷系统进入准恒温状态后，可根据制冷系统当前所处的旁通模式确定其对应的模式编号，进而可根据旁通模式的模式编号，通过查询预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，可以确定当前的恒温预平衡开度查询表，即确定目标恒温预平衡开度查询表。
S2503、根据控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度在目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块。
其中，制冷系统在不同旁通模式工况下的控温间室的实时目标温度以及实时外部环境温度可能不同，因此，其所对应的目标选用计算区块也不一定相同。因此在制冷系统的旁通模式及其对应的目标恒温预平衡开度查询表确定后，还需要根据制冷系统控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度确定当前所对应的目标选用计算区块。
图17是本发明实施例中提供的一种恒温预平衡开度查询表的区块划分示意图。可选地，目标恒温预平衡开度查询表由控温间室目标温度的多个特征点值、外部环境温度的多个特征点值，以及根据各个特征点值划分出的多个计算区块组成。根据控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度在目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块，包括：根据控温间室的当前目标温度、当前外部环境温度以及各特征点值确定目标选用计算区块。
其中，恒温预平衡开度查询表是根据间室目标温度和外部环境温度进行计算区块划分的，且各计算区块间应彼此无重叠区域。
示例性的，参考图17，控温间室目标温度的多个特征点值包括Tisv,min、Tisv1，eevi_j、Tisv2，eevi_j、Tisv3，eevi_j、Tisv,max；外部环境温度的多个特征点值包括Tiat，max、Tiat2，eevi_j、Tiat1，eevi_j、Tiat，min。根据各个特征点值划分出的计算区块包括区块OV1-区块OV4、区块OV9-区块OV12以及区块1-区块12。
其中，在各个恒温预平衡开度查询表中：
Tisv1，eevi_j＝INT[(Tisv2，eevi_j+Tisv，min)/2]；
Tisv2，eevi_j＝INT[(Tisv2，eevi_j+Tisv，min)/2]；
Tisv3，eevi_j＝INT[(Tisv,max+Tisv，min)/2]；
Tiat，max＝45；Tiat，min＝0；Tiat2，eevi_j＝35；
Tiat1，eevi_j＝25；Tisv,max＝150；Tisv,min＝-40。
其中，根据控温间室的当前目标温度、当前外部环境温度以及各特征点值确定目标选用计算区块是指：根据控温间室的当前目标温度和/或当前外部环境温度满足一定的特征点值范围条件时所对应的计算区块为目标选用计算区块。例如，当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＞Tiat，max ANDTisv,min≤Tisv＜Tisv1，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块OV1；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＞Tiat，maxANDTisv1，eevi_j≤Tisv＜Tisv2，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块OV2；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＞Tiat，maxANDTisv2，eevi_j≤Tisv＜Tisv3，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块OV3；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＞Tiat，maxANDTisv3，eevi_j≤Tisv≤Tisv，max时，则目标选用计算区块为计算区块OV4；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat2，eevi_j＜Tiat≤Tiat,maxANDTisv,min≤Tisv＜Tisv1，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块1；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat2，eevi_j＜Tiat≤Tiat,maxAND
Tisv1，eevi_j≤Tisv＜Tisv2,eevi_j，则目标选用计算区块为计算区块2；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat2，eevi_j＜Tiat≤Tiat,maxAND
Tisv2，eevi_j≤Tisv＜Tisv3,eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块3；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat2，eevi_j＜Tiat≤Tiat,maxAND
Tisv3，eevi_j≤Tisv≤Tisv,max时，则目标选用计算区块为计算区块4；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat1，eevi_j＜Tiat≤Tiat2，eevi_jAND
Tisv,min≤Tisv＜Tisv1，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块5；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiatl，eevi_j＜Tiat≤Tiat2，eevi_jAND
Tisv1，eevi_j≤Tisv＜Tisv2,eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块6；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat1，eevi_j＜Tiat≤Tiat2，eevi_jAND
Tisv2，eevi_j≤Tisv＜Tisv3,eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块7；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiatl，eevi_j＜Tiat≤Tiat2，eevi_jAND
Tisv3，eevi_j≤Tisv≤Tisv,max时，则目标选用计算区块为计算区块8；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat，min≤Tiat≤Tiat1，eevi_jAND
Tisv,min≤Tisv＜Tisv1，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块9；
当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat，min≤Tiat≤Tiat1，eevi_jAND
Tisv1，eevi_j≤Tisv＜Tisv2,eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块10；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat，min≤Tiat≤Tiat1，eevi_jAND
Tisv2，eevi_j≤Tisv＜Tisv3,eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块11；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat，min≤Tiat≤Tiat1，eevi_jAND
Tisv3，eevi_j≤Tisv≤Tisv,max时，则目标选用计算区块为计算区块12；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＜Tiat，minANDTisv,min≤Tisv＜Tisv1，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块OV9；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＜Tiat，minANDTisv1,eevi_j≤Tisv＜Tisv2，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块OV10；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＜Tiat，minANDTisv2,eevi_j≤Tisv＜Tisv3，eevi_j时，则目标选用计算区块为计算区块OV11；当控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度满足：Tiat＜Tiat，minANDTisv3,eevi_j≤Tisv≤Tisv,max时，则目标选用计算区块为计算区块OV12。
需要说明的是，恒温预平衡开度查询表中的控温间室目标温度所包含的特征点值和外部环境温度所包含的特征点值的具体数量和数值可根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。同理，恒温预平衡开度查询表中的各个区块的具体划分数量等也根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
S2504、根据目标选用计算区块按照预设目标开度值计算算法确定控温间室电子膨胀阀的当前预置开度。
其中，在确定好目标选用计算区块后，只需要根据预设目标开度值计算算法计算控温间室电子膨胀阀对应的当前预置开度即可。
可选地，预设目标开度值计算算法为：
其中，
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其中，x1为目标选用计算区块的控温间室目标温度的最小边界值，x2为目标选用计算区块的控温间室目标温度的最大边界值，y1为目标选用计算区块的外部环境温度的最小边界值，y2为目标选用计算区块的外部环境温度的最大边界值，f(Q11)、f(Q12)、f(Q21)、f(Q22)依次为目标选用计算区块的四个顶点处的开度预置值。
图18是本发明实施例中提供的双线性插值示意图。其中，预设目标开度值计算算法为双线性插值算法，其示意图如图18所示。
示例性的，假设目标选用计算区块为计算区块1，则Tisv,min代表目标选用计算区块1的Tisv最小边界值，Tisv1，eevi_j代表目标选用计算区块1的Tisv最大边界值，Tiat2，eevi_j代表目标选用计算区块1的Tiat最小边界值，Tiat，max代表目标选用计算区块1的Tiat最大边界值，目标选用计算区块1的四个顶点处的开度预置值为Deevi_j，mbi_01、Deevi_j，mbi_02、Deevi_j，mbi_06、Deevi_j，mbi_07。
则：
其中，
其中，
需要说明的是，若选用计算区块2，计算区块3，…，计算区块12，则Deevi_j_t计算原理、步骤与计算区块1完全相同，依此类推。
本实施例提供的电子膨胀阀的目标开度控制模式的实现原理为：首先，根据当前所处的旁通模式确定当前所处的旁通模式的模式编号。然后，根据当前所处的旁通模式的模式编号，查询预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，以确定目标恒温预平衡开度查询表。其次，根据控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度在目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块。最后，根据目标选用计算区块按照预设目标开度值计算算法确定控温间室电子膨胀阀的当前预置开度。由此可知，通过在判断出控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差时，通过制冷系统当前所处的旁通模式、旁通模式编号以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，可以确定目标恒温预平衡开度查询表，进而可以得到控温间室电子膨胀阀的当前预置开度以获得电子膨胀阀的合理开度预置值，从而实现制冷能力的预先调节和释放，使控温间室的温度过冲量得到较好的抑制，缩短进入恒温状态的时间，实现间室温度的快速稳定控制，能快速达到测试状态，提升用户测试效率。且在判断出控温间室的当前温度偏差小于预设温度偏差时，通过判断制冷系统当前所处的旁通模式，并依据旁通模式的模式编号以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表，并进一步根据控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度在目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块，并根据目标选用计算区块按照预设目标开度值计算算法确定控温间室电子膨胀阀的合理开度预置值，由于不同的旁通模式对应不同的恒温预平衡开度查询表，因而可根据制冷系统实际所处的旁通模式工况确定出对应的恒温预平衡查询表，进而根据恒温预平衡查询表进一步确定电子膨胀阀当前对应的合理的预置开度，从而使得制冷系统可以适应多种不同的工况，扩大应用范围，提高适用性。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，包括：
获取控温间室的当前目标温度和控温间室的实际温度；
根据所述控温间室的当前目标温度和所述控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差；其中，所述控温间室的当前温度偏差为控温间室的当前目标温度减去控温间室的实际温度；
根据所述控温间室的当前温度偏差和预设温度偏差确定控温间室电子膨胀阀的当前控制模式，并按照所述当前控制模式调控所述电子膨胀阀的开度；
若所述控温间室的当前温度偏差大于或者等于所述预设温度偏差，则控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为目标开度控制模式；
所述目标开度控制模式为：确定制冷系统当前所处的旁通模式，并根据当前所处的旁通模式，以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表；获取控温间室的当前目标温度和当前外部环境温度，根据所述控温间室的当前目标温度和所述当前外部环境温度在所述目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块；根据所述目标选用计算区块按照预设目标开度值计算算法确定控温间室电子膨胀阀的当前预置开度。
2.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述预设目标开度值计算算法为：
其中，
其中，x1为目标选用计算区块的控温间室目标温度的最小边界值，x2为目标选用计算区块的控温间室目标温度的最大边界值，y1为目标选用计算区块的外部环境温度的最小边界值，y2为目标选用计算区块的外部环境温度的最大边界值，f(Q11)、f(Q12)、f(Q21)、f(Q22)依次为目标选用计算区块的四个顶点处的开度预置值。
3.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述根据当前所处的旁通模式，以及预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，确定目标恒温预平衡开度查询表，包括：
根据当前所处的旁通模式确定当前所处的旁通模式的模式编号；
根据当前所处的旁通模式的模式编号，查询预设旁通模式与预设恒温预平衡开度查询表的对应关系，以确定目标恒温预平衡开度查询表。
4.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述目标恒温预平衡开度查询表由控温间室目标温度的多个特征点值、外部环境温度的多个特征点值，以及根据各个特征点值划分出的多个计算区块组成；
所述根据所述控温间室的当前目标温度和所述当前外部环境温度在所述目标恒温预平衡开度查询表中确定目标选用计算区块，包括：
根据所述控温间室的当前目标温度、所述当前外部环境温度以及各特征点值确定目标选用计算区块。
5.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述制冷系统至少包括第一热气旁通电磁阀、第二热气旁通电磁阀和冷气旁通电磁阀；
所述确定制冷系统当前所处的旁通模式，包括：根据所述第一热气旁通电磁阀、所述第二热气旁通电磁阀和所述冷气旁通电磁阀的开关状态确定制冷系统当前所处的旁通模式。
6.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，在按照所述当前控制模式调控所述电子膨胀阀的开度之后，还包括：
判断所述当前目标温度是否发生变动，并在发生变动时返回执行根据所述控温间室的当前目标温度和所述控温间室的实际温度得到控温间室的当前温度偏差的操作直到当前目标温度不再发生变动。
7.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，若所述控温间室的当前温度偏差小于所述预设温度偏差，则控温间室电子膨胀阀的当前控制模式为过热度偏差控制模式。
8.根据权利要求7所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述过热度偏差控制模式为：
获取蒸发器的当前过热度和目标过热度；并根据蒸发器的当前过热度和目标过热度的偏差对电子膨胀阀的开度进行PID调节。
9.根据权利要求1所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述预设旁通模式与所述预设恒温预平衡开度查询表的对应关系是一一对应关系。
10.根据权利要求3所述的制冷系统间室温度快速稳定控制方法，其特征在于，所述旁通模式的模式编号是指依据制冷系统所具有的所有旁通模式的数量进行编号的，并且每一种模式编号对应的旁通模式都对应设置有一个所述恒温预平衡开度查询表。
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