一种基于大数据的吹风机发热元件温度预测方法与流程

本发明涉及智能家电温度预测与动态建模，尤其涉及一种基于大数据的吹风机发热元件温度预测方法。

背景技术：

1、随着智能家电、大数据分析、机器学习、深度学习、动态建模、机理模型融合、运行状态监测、先进控制和故障预测与健康管理技术的发展，吹风机温度控制逐渐从单一阈值保护转向基于多源运行数据和温度预测模型的过程控制。现有吹风机通常由发热元件、风机、风道、测温元件、保护元件和控制板组成，控制板根据档位指令调节发热功率和风机转速，测温元件采集风道温度或出风侧温度，保护元件参与过温安全保护。上述结构能够完成基础恒温控制、降功率保护和停机保护。

2、现有温度预测和过温保护多依赖当前采样温度、固定阈值或普通时序模型。由于测温位置与发热元件之间存在热传导滞后，风路变化、进风受阻、风嘴切换和停机回弹会导致发热元件实际热状态与测温响应不同步。若直接按原始采样顺序进行模型预测，测温滞后、风路扰动和保护响应容易被直接写入发热元件温度状态，造成温度轨迹被覆盖，影响运行状态监测和过温安全控制的准确性。

3、现有技术缺少面向吹风机风热错位特征的大数据分析处理方式，难以将测温响应、风路响应和保护响应按发热元件真实热变化进行错位重排，也难以在风路突变和停机回弹阶段隔离扰动、校验余热和反证筛选温度轨迹，导致发热元件温度预测精度不足，异常识别稳定性较低。

4、因此，如何提供一种基于大数据的吹风机发热元件温度预测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种基于大数据的吹风机发热元件温度预测方法，本发明利用大数据分析、机器学习、动态建模、机理模型融合和风热错位液态时间常数网络，建立面向发热元件温度状态的鲁棒预测模型，详细描述测温响应反向挂接、单向铆定、反事实换轨和停机回弹反证的智能温度预测过程，具备预测提前、抗风路扰动、温控精度高和过温保护可靠的优点。

2、根据本发明实施例的一种基于大数据的吹风机发热元件温度预测方法，包括如下步骤：

3、以吹风机发热元件作为唯一演化主位，将吹风机运行序列中的测温响应反向挂接至发热元件早位片段，将风路响应反向挂接至风路变化前片段，将保护响应反向挂接至发热元件邻域片段，得到错位主链；

4、将错位主链送入风热错位液态时间常数网络，使发热元件温度状态沿错位主链连续演化，生成升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数；

5、在连续演化中对升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数执行单向铆定，禁止测温响应和风路响应在当前预测窗口内反向覆盖被铆定时间常数；

6、风路变化时保持发热元件温度状态不变，将风路响应替换为变化前风路响应，执行反事实换轨，得到换轨差异；

7、换轨差异触发扰动隔离时，依据换轨差异修正散热时间常数，禁止换轨差异改写发热元件温度状态和测温时间常数；

8、停机回弹时将测温响应和保护响应折返至停机前升温片段，校验发热元件余热积累，校验失败的发热元件温度状态进入冻结槽；

9、从未进入冻结槽的发热元件温度状态中选取发热元件温度轨迹，当保护响应与测温响应对发热元件温度轨迹的筛选结果不一致时，通过保护响应对发热元件温度轨迹进行反证筛选，得到发热元件预测温度。

10、可选的，所述吹风机运行序列的形成过程具体包括：

11、按采样时间记录吹风机发热元件运行状态、测温状态、风路状态和保护状态；

12、将吹风机发热元件运行状态写入发热元件温度状态；

13、将测温状态写入测温响应，为测温响应配置发热元件早位片段的反向挂接入口；

14、将风路状态写入风路响应，为风路响应配置风路变化前片段的反向挂接入口；

15、将保护状态写入保护响应，为保护响应配置发热元件邻域片段的反向挂接入口；

16、按照发热元件温度状态、测温响应、风路响应、保护响应和对应反向挂接入口的采样先后顺序生成吹风机运行序列。

17、可选的，所述得到错位主链，具体包括：

18、以吹风机发热元件对应的采样位置为起算位置，从吹风机运行序列中读取测温响应对应的采样位置、风路响应对应的采样位置和保护响应对应的采样位置；

19、由起算位置回溯至测温响应出现连续变化的采样位置得到测温错位步数，按测温错位步数将测温响应反向挂接至发热元件早位片段；

20、由起算位置回溯至风路响应出现风路变化的采样位置得到风路错位步数，按风路错位步数将风路响应反向挂接至风路变化前片段；

21、由起算位置回溯至保护响应出现连续变化的采样位置得到保护错位步数，按保护错位步数将保护响应反向挂接至发热元件邻域片段；

22、按照反向挂接后的采样先后顺序形成错位主链。

23、可选的，所述使发热元件温度状态沿错位主链连续演化，具体包括：

24、屏蔽测温响应、风路响应、保护响应在原始采样位置对发热元件温度状态的直接写入；

25、由测温错位步数、风路错位步数、保护错位步数分别形成测温错拍推进窗、风路错拍推进窗、保护错拍推进窗；

26、发热元件早位片段占用错位主链中的当前采样位置，驱动升温时间常数推进发热元件温度状态；

27、测温响应占用测温错拍推进窗，驱动测温时间常数校正发热元件温度状态；

28、风路响应占用风路错拍推进窗，驱动散热时间常数回灌发热元件温度状态；

29、保护响应占用保护错拍推进窗，对发热元件邻域片段执行邻域校验；

30、同一采样位置由升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数中的一个占用写入入口时，按先占先闭规则关闭剩余时间常数在同一采样位置的写入入口；

31、按占用后的错位主链生成连续演化的发热元件温度状态。

32、可选的，所述当前预测窗口的形成过程具体包括：

33、以错位主链中的当前采样位置作为窗口起点，沿错位主链截取连续演化位置作为候选预测窗口；

34、存在冻结槽记录时，将冻结槽中的发热元件温度状态对应的错位主链位置从候选预测窗口中剔除；

35、将剔除后的连续演化位置按采样先后顺序排列，得到当前预测窗口。

36、可选的，所述在连续演化中对升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数执行单向铆定，具体包括：

37、将升温时间常数铆定至发热元件早位片段，将散热时间常数铆定至风路变化前片段，将测温时间常数铆定至测温响应反向挂接后的发热元件早位片段；

38、铆定完成后，在当前预测窗口内封闭升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数对应的反向覆盖入口，铆定结果保持至当前预测窗口结束；

39、测温响应和风路响应沿反向覆盖方向进入被铆定时间常数对应的反向覆盖入口时，阻断测温响应和风路响应对被铆定时间常数的覆盖；

40、基于阻断覆盖后的升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数维持发热元件温度状态沿错位主链连续演化。

41、可选的，所述执行反事实换轨，得到换轨差异，具体包括：

42、风路变化时锁存变化前发热元件温度状态，阻断风路变化对发热元件温度状态的即时改写；

43、将风路响应替换为变化前风路响应，驱动散热时间常数沿风路变化前片段执行反事实换轨；

44、以变化前发热元件温度状态作为扣合基准，将反事实换轨后的散热时间常数与风路变化时的散热时间常数进行差异扣合，得到换轨差异；

45、保留换轨差异作为触发扰动隔离的依据。

46、可选的，所述换轨差异触发扰动隔离时，具体包括：

47、将换轨差异写入散热时间常数的单向修正槽；

48、将发热元件温度状态写入发热元件温度状态闭锁槽，将测温时间常数写入测温时间常数闭锁槽；

49、单向修正槽仅开放指向散热时间常数的修正出口，关闭指向发热元件温度状态闭锁槽和测温时间常数闭锁槽的回写出口；

50、依据单向修正槽内的换轨差异修正散热时间常数，得到隔离散热时间常数；

51、将隔离散热时间常数作为修正后的散热时间常数参与后续连续演化。

52、可选的，所述停机回弹时将测温响应和保护响应折返至停机前升温片段，校验发热元件余热积累，具体包括：

53、停机回弹出现时锁定停机前升温片段的末端位置作为折返终点；

54、将测温响应在停机回弹中的下降趋势反向折返至折返终点之前的发热元件温度状态，得到测温折返状态；

55、将保护响应在停机回弹中的下降趋势反向折返至折返终点之前的发热元件温度状态，得到保护折返状态；

56、将测温折返状态、保护折返状态分别与折返终点之前的发热元件温度状态执行差向扣合，校验发热元件余热积累；

57、差向扣合失败时，将对应发热元件温度状态写入冻结槽；

58、差向扣合成功时，将对应发热元件温度状态保留为未进入冻结槽的发热元件温度状态。

59、可选的，所述通过保护响应对发热元件温度轨迹进行反证筛选，具体包括：

60、从未进入冻结槽的发热元件温度状态中分别沿测温响应和保护响应追踪发热元件温度轨迹，得到测温侧发热元件温度轨迹和保护侧发热元件温度轨迹；

61、将测温侧发热元件温度轨迹与保护侧发热元件温度轨迹在相同采样顺序位置执行逐位扣合；

62、逐位扣合一致时，保留测温侧发热元件温度轨迹作为发热元件温度轨迹；

63、逐位扣合不一致时，将测温侧发热元件温度轨迹中与保护侧发热元件温度轨迹不一致的片段对应的发热元件温度状态写入冻结槽，保留保护侧发热元件温度轨迹作为发热元件温度轨迹；

64、由保留的发热元件温度轨迹得到发热元件预测温度。

65、本发明的有益效果是：

66、（1）本发明通过测温响应、风路响应、保护响应的反向挂接形成错位主链，使发热元件早位升温、风路变化前热积累、保护邻域滞后响应进入同一温度演化链路；相比直接按采样时间预测温度，本发明能够削弱测温元件安装距离造成的滞后误差，使发热元件真实热状态在测温响应到达前被提前识别。

67、（2）本发明在风热错位液态时间常数网络中引入单向铆定、错拍推进窗和先占先闭规则，升温时间常数、散热时间常数、测温时间常数在当前预测窗口内不会被测温响应和风路响应反向覆盖；该处理避免风嘴切换、进风受阻、风机扰动把短时异常直接写入发热元件温度状态，提高温度轨迹预测稳定性。

68、（3）本发明在风路变化时执行反事实换轨，在停机回弹时执行差向扣合，在测温侧轨迹与保护侧轨迹不一致时采用保护响应反证筛选；相比单一温度阈值保护，本发明能够在测温响应仍未体现过温风险时提前锁定保护侧温度轨迹，提升过温预警提前量和保护可靠性。