一种风机系统及其控制方法与流程

技术特征：
1.一种风机系统的控制方法，该风机系统包括用于采集风机系统数据的多个传感器、用于传递采集的风机系统数据的输入—输出传感器(6)、用于检测风机系统是否处于稳定的传感器一、风机(1)和除尘管道(9)，风机将除尘管道中的空气抽出，多个传感器包括用于检测风机数据的传感器二和用于检测风量的传感器三，传感器二安装在风机(1)上，传感器三安装在除尘管道(9)内，其特征在于：首先定义风机系统的切换策略方法，将风机的非线性系统和模糊系统结合起来，把不确定模糊系统作为切换系统的子系统，然后针对其所设计的切换策略设计自适应控制方法，得出与其匹配的自适应律；针对输入—输出传感器失效的问题设计相应的自适应跟踪控制方法，得出带有跟踪效果的切换律，该控制方法的具体步骤如下：步骤1)：初始状态下，风机系统在非线性控制状态下启动并且运行，当传感器一检测到风机系统处于非稳态时，风机系统执行切换策略方法，调节风机输出，将风机系统从非线性控制状态主动切换至模糊控制状态调节；调节完成后风机系统切换至非线性状态下运行；步骤2)：当风机系统在模糊控制状态下无法自适应调节时，执行自适应控制方法或与其匹配的自适应律；模糊控制状态下调节完成后，风机系统主动切换至非线性控制状态下；步骤3)；当输入—输出传感器失效使风机系统处于非稳定状态时，风机系统执行自适应跟踪控制方法或与其匹配的自适应律，使自适应控制方法仍然有效；模糊控制状态下调节完成后，风机系统主动切换至非线性控制状态下。2.根据权利要求1所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：所述切换策略方法包括，在非线性控制状态下，定义：在模糊控制状态下，定义：其中，η(t)表示相模切换峰值，ω(t)表示风机当前时刻的角速度，v(t)表示风机当前时刻转速，q(t)表示风机当前时刻风量，t表示风机运行时间；定义：其中，c(t)表示风机状态，c’(t)表示风机叠加状态，e为常数；非线性控制状态下，输出的相模切换峰值η(t)﹤﹤0，输出的风机叠加状态c’(t)>0；在非线性控制状态下，当风机系统处于非稳定状态时，通过调节风机输出，相模切换峰值η(t)逐渐增大，当相模切换峰值η(t)>>0，风机叠加状态c’(t)<0时，风机系统主动切换至模糊控制状态。3.根据权利要求2所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：当风机叠加状态c’(t)输出为零，风机系统在模糊控制运行状态下无法自适应调节。4.根据权利要求3所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：所述自适应控制方法包括，重新定义其中表示切换函数，b表示阈值；定义其中表示系统运行中出现失效的全体切换值集合，k表示切换因子。5.根据权利要求4所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：所述自适应控制方法还包括与其相匹配的自适应律：其中，ε为偏倚系数(一般取正常数)，为切换函数的转置函数，u(t)为自适应函数。
6.根据权利要求2所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：风机系统处于非稳定状态下，判断输入—输出传感器是否失效的方式为：当η(t)＝{
‑
∞,...,0.1,0.2}，表示在系统运行中不出现输入—输出传感器失效的全体切换值集合；当成立时，表示在风机系统在运行中出现输入—输出传感器失效，其中表示η(t)的反函数。7.根据权利要求6所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：所述自适应跟踪控制方法包括，当η(t)≠0并且η(t)趋向于1时，定义：其中，α、β、γ分别表示风机各参数的跟踪系数，σ(t)表示跟踪函数，d表示偏倚值，并且重新定义：当η(t)>1并且η(t)≠0时，重新定义并且重新定义：8.根据权利要求7所述的一种风机系统的控制方法，其特征在于：自适应跟踪控制方法还包括与其相匹配的自适应律：其中u’(t)表示带有跟踪控制的自适应函数。9.基于上述权利要求1
‑
8中任意一项所述的一种风机系统的控制方法的一种风机系统，其特征在于：该风机系统还包括上位机(3)和下位电控系统(2)，下位电控系统(2)包括切换控制电路(8)、plc控制器(7)和上述输入—输出传感器(6)；上位机(3)与plc控制器(7)电连接，输入—输出传感器(6)与plc控制器(7)电连接，切换控制电路(8)与plc控制器(7)电连接，用于采集风机系统数据的多个传感器与输入—输出传感器(6)电连接。10.根据权利要求9所述的一种风机系统，其特征在于：风机为变频风机(1)。

技术总结
本发明公开了一种风机系统及其控制方法，首先定义风机系统的切换策略方法，将风机的非线性系统和模糊系统结合起来，把不确定模糊系统作为切换系统的子系统，然后针对其所设计的切换策略设计自适应控制方法，得出与其匹配的自适应律；针对输入—输出传感器失效的问题设计相应的自适应跟踪控制方法，得出带有跟踪效果的切换律区别与传统的控制方法。本方案中将非线性控制和模糊控制相结合，构造切换策略方法，根据造成非稳态的原因，进而设计自适应控制方法和在适应跟踪控制方法，并且设计与上述两种适应方法相匹配的自适应律；使得风机系统在在输入—输出传感器传感器失效或者模糊控制状态下风机系统无法自适应控制的情况下仍能保证稳定输出。能保证稳定输出。能保证稳定输出。


技术研发人员：吕伟 胡嘉军 尚伟杰
受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2021/11/4