一种暖奶器自适应功率节能调节方法与流程

本发明涉及数据处理，具体涉及一种暖奶器自适应功率节能调节方法。

背景技术：

1、暖奶器主要用于将配方奶等婴幼儿辅食加热并保持在适宜饮用温度，其控制目标并非单纯快速升温，而是在保证饮用安全和营养稳定的前提下尽量降低能耗。现有暖奶器通常采用固定功率加热、分挡功率加热或常规恒温控制方式；部分产品通过水浴、热风循环、底部测温、旋转加热等结构改进提高加热均匀性和测温准确性；该类方式虽然能够完成基本暖奶功能，但在实际使用中奶瓶材质、奶液体积、初始温度、环境温度以及加热腔余热状态差异较大，同一控制程序难以同时适配玻璃瓶、塑料瓶、少量奶液、冷藏奶液等多类场景。若固定使用较高加热功率，容易在接近目标温度时因加热腔和奶瓶壁余热继续传递而产生过冲，并且增加能耗，若固定使用较低功率，则可能出现升温时间长，影响使用体验。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种暖奶器自适应功率节能调节方法，所采用的技术方案具体如下：

2、分别获取奶瓶瓶底和暖奶器加热腔的温度数据序列；

3、根据预设探测加热功率对奶瓶进行短时加热中的瓶底温度变化特征，获取奶瓶的初始输入热量和等效热需量系数；根据所述等效热需量系数、瓶底温度和预设目标温度获得剩余需求热量；根据所述剩余需求热量、所述初始输入热量、预设最大加热功率获得首个控制周期的初始输出功率；

4、根据同一控制周期内瓶底和加热腔的温度变化特征获得暖奶器的加热响应度；根据瓶底和加热腔的温度差异特征获得温差值；根据所述温差值、瓶底温度、所述加热响应度获得余热可达系数；根据所述等效热需量系数、所述温差值、所述余热可达系数获得等效余热量；

5、根据所述等效余热量与所述剩余需求热量的差异特征获得热量匹配系数；根据所述热量匹配系数对所述初始输出功率进行调节，获得新控制周期的自适应输出功率；根据所述自适应输出功率对奶瓶进行加热。

6、进一步地，所述根据预设探测加热功率对奶瓶进行短时加热中的瓶底温度变化特征，获取奶瓶的初始输入热量和等效热需量系数的步骤包括：

7、计算预设探测加热功率与预设短时加热时长的乘积，获得奶瓶的初始输入热量；计算短时加热结束与开始时瓶底的温度差值，获得温升值；计算所述初始输入热量与所述温升值的比值，获得所述等效热需量系数。

8、进一步地，所述根据所述等效热需量系数、瓶底温度和预设目标温度获得剩余需求热量的步骤包括：

9、计算预设目标温度与短时加热结束时瓶底温度的差值，获得剩余温差；计算所述剩余温差与所述等效热需量系数的乘积，获得所述剩余需求热量。

10、进一步地，所述根据所述剩余需求热量、所述初始输入热量、预设最大加热功率获得首个控制周期的初始输出功率的步骤包括：

11、，式中表示首个控制周期的初始输出功率，表示预设最大加热功率，表示剩余需求热量，表示初始输入热量。

12、进一步地，所述根据同一控制周期内瓶底和加热腔的温度变化特征获得暖奶器的加热响应度的步骤包括：

13、，式中r表示加热响应度，a表示预设第一权重，表示控制周期内瓶底的温度上升速率，表示预设瓶底温升标定速率，表示控制周期内加热腔的温度上升速率，表示预设加热腔温升标定速率。

14、进一步地，所述根据瓶底和加热腔的温度差异特征获得温差值的步骤包括：

15、计算每个控制周期最后时刻的加热腔与瓶底的温度差值，获得温差值。

16、进一步地，所述根据所述温差值、瓶底温度、所述加热响应度获得余热可达系数的步骤包括：

17、，式中w表示余热可达系数，h表示温差值，表示预设目标温度，表示控制周期最后时刻的瓶底温度，r表示加热响应度。

18、进一步地，所述根据所述等效热需量系数、所述温差值、所述余热可达系数获得等效余热量的步骤包括：

19、计算所述等效热需量系数、所述温差值、所述余热可达系数的乘积，获得所述等效余热量。

20、进一步地，所述根据所述等效余热量与所述剩余需求热量的差异特征获得热量匹配系数的步骤包括：

21、计算所述等效余热量与所述剩余需求热量的比值，获得所述热量匹配系数。

22、进一步地，所述根据所述热量匹配系数对所述初始输出功率进行调节，获得新控制周期的自适应输出功率的步骤包括：

23、当所述热量匹配系数不低于常数1时，暖奶器停止加热；否则计算常数1与所述热量匹配系数的差值，获得调节系数；计算所述调节系数与所述初始输出功率的乘积，获得所述自适应输出功率。

24、本发明具有如下有益效果：

25、本发明通过预设探测加热功率对奶瓶进行短时加热，基于瓶底温度变化特征即可自动识别当前瓶液组合的等效热需量系数，无需用户手动输入奶瓶材质、奶量、奶液初始温度等参数，可同时兼容各类差异化使用场景，解决了传统固定功率、分挡功率暖奶器无法适配多类场景的技术痛点。针对暖奶器加热过程中热传递滞后的固有特性，构建了暖奶器加热腔的等效余热量量化机制，可通过加热响应度、温差值、余热可达系数计算腔内可向瓶内传递的等效剩余热量，在瓶底温度尚未接近目标温度时即可提前预判余热加热能力，主动在临近目标温度阶段动态下调加热功率甚至提前停止加热，依靠腔体余热完成最终升温，从根源上避免了传统控制模式下的温度过冲问题，无需等待过冲后自然降温。在加热初期瓶底温度与目标温度温差较大时，基于剩余需求热量匹配较高初始输出功率实现快速升温，避免不必要的加热时长损耗；当检测到等效余热量逐步接近剩余需求热量时，依据热量匹配系数逐级降低后续控制周期的输出功率，在保障暖奶效率的前提下大幅降低整体运行能耗。

1.一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据预设探测加热功率对奶瓶进行短时加热中的瓶底温度变化特征，获取奶瓶的初始输入热量和等效热需量系数的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据所述等效热需量系数、瓶底温度和预设目标温度获得剩余需求热量的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据所述剩余需求热量、所述初始输入热量、预设最大加热功率获得首个控制周期的初始输出功率的步骤包括：

5.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据同一控制周期内瓶底和加热腔的温度变化特征获得暖奶器的加热响应度的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据瓶底和加热腔的温度差异特征获得温差值的步骤包括：

7.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据所述温差值、瓶底温度、所述加热响应度获得余热可达系数的步骤包括：

8.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据所述等效热需量系数、所述温差值、所述余热可达系数获得等效余热量的步骤包括：

9.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据所述等效余热量与所述剩余需求热量的差异特征获得热量匹配系数的步骤包括：

10.根据权利要求1所述的一种暖奶器自适应功率节能调节方法，其特征在于，所述根据所述热量匹配系数对所述初始输出功率进行调节，获得新控制周期的自适应输出功率的步骤包括：