一种换热强化控制方法及装置与流程

技术特征：
1.一种换热强化控制方法，其特征在于，包括：获取多个压力测量单元在前k个时间步长测量的压力数据，并基于所述压力数据组建第一矩阵和第二矩阵，k为正整数，所述多个压力测量单元位于流场中，且布置在接近发热器件的流场内壁处，所述第一矩阵用于存储测量的前k-1个时间步长的压力数据，所述第二矩阵用于存储测量的第2个至第k个时间步长的压力数据；基于所述第一矩阵x
k
、所述第二矩阵y
k
和第k个时间步长的控制量矩阵u
k
，计算预测控制矩阵；所述预测控制矩阵为第k 1个时间步长下的控制矩阵；基于所述预测控制矩阵控制振动部件的振动频率，以最大化边界层分离，所述振动部件位于所述流场中，且安装于所述发热器件的上游区域的流场内壁上。2.根据权利要求1所述的换热强化控制方法，其特征在于，基于所述第一矩阵x
k
、所述第二矩阵y
k
和第k个时间步长的控制量矩阵u
k
，计算预测控制矩阵，包括：基于所述第一矩阵x
k
、所述第二矩阵y
k
和第k个时间步长的控制量矩阵u
k
，利用在线模态动态分解控制算法，计算得到第k个时间步长的状态矩阵[a
k
，b
k
]；基于第k个时间步长的状态矩阵[a
k
，b
k
]利用第一预设控制算法，计算得到第k个时间步长下的控制矩阵k
k
和第k个时间步长下的x矩阵x
k 1
；基于第k个时间步长下的x矩阵x
k 1
利用第二预设控制算法，计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵；基于第k 1个时间步长的状态矩阵利用第一预设控制算法，计算得到第k 1个时间步长下的控制矩阵。3.根据权利要求2所述的换热强化控制方法，其特征在于，所述第一矩阵和所述第二矩阵中的元素为所述压力数据的倒数的绝对值；所述第一预设控制算法为线性二次型调节器lqr。4.根据权利要求3所述的换热强化控制方法，其特征在于，所述基于第k个时间步长下的x矩阵利用第二预设控制算法，计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵，包括：基于第k个时间步长下的x矩阵，采用公式计算得到第一参数γ；基于第k个时间步长的状态矩阵、所述x矩阵和所述第一参数γ，采用公式计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵g
k 1
。5.根据权利要求2所述的换热强化控制方法，其特征在于，所述基于第k个时间步长下的x矩阵利用第二预设控制算法，计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵，包括：基于第k个时间步长下的x矩阵确定第k 1个时间步长下的第一矩阵x
k 1
和控制量矩阵u
k 1
；基于所述第一矩阵x
k 1
、所述控制量矩阵u
k 1
和第k 1个时间步长下的第二矩阵y
k 1
，计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵g
k 1
。6.一种换热强化控制装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取多个压力测量单元在前k个时间步长测量的压力数据，并基于所述压力数据组建第一矩阵和第二矩阵，k为正整数，所述多个压力测量单元位于流场中，且布置在接近发热器件的流场内壁处，所述第一矩阵用于存储测量的前k-1个时间步长的
压力数据，所述第二矩阵用于存储测量的第2个至第k个时间步长的压力数据；矩阵处理模块，用于基于所述第一矩阵x
k
、所述第二矩阵y
k
和第k个时间步长的控制量矩阵u
k
，计算预测控制矩阵；所述预测控制矩阵为第k 1个时间步长下的控制矩阵；振动控制模块，用于基于所述预测控制矩阵控制振动部件的振动频率，以最大化边界层分离，所述振动部件位于所述流场中，且安装于所述发热器件的上游区域的流场内壁上。7.根据权利要求6所述的换热强化控制装置，其特征在于，所述矩阵处理模块包括：第一处理模块，用于基于所述第一矩阵x
k
、所述第二矩阵y
k
和第k个时间步长的控制量矩阵u
k
利用在线模态动态分解控制算法，计算得到第k个时间步长的状态矩阵[a
k
，b
k
]；第二处理模块，用于基于第k个时间步长的状态矩阵[a
k
，b
k
]利用第一预设控制算法，计算得到第k个时间步长下的控制矩阵k
k
和第k个时间步长下的x矩阵x
k 1
；第三处理模块，用于基于第k个时间步长下的x矩阵x
k 1
利用第二预设控制算法，计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵；第四处理模块，用于基于第k 1个时间步长的状态矩阵利用第一预设控制算法，计算得到第k 1个时间步长下的控制矩阵。8.根据权利要求7所述的换热强化控制装置，其特征在于，所述第一矩阵和所述第二矩阵中的元素为所述压力数据的倒数的绝对值；所述第一预设控制算法为线性二次型调节器lqr。9.根据权利要求8所述的换热强化控制装置，其特征在于，所述第三处理模块包括：参数确定模块，用于基于第k个时间步长下的x矩阵，采用公式计算得到第一参数γ；状态矩阵确定模块，用于基于第k个时间步长的状态矩阵、所述x矩阵和所述第一参数γ，采用公式计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵g
k 1
。10.根据权利要求7所述的换热强化控制装置，其特征在于，所述第三处理模块包括：lqr更新模块，用于基于第k个时间步长下的x矩阵确定第k 1个时间步长下的第一矩阵x
k 1
和控制量矩阵u
k 1
；状态矩阵更新模块，用于基于所述第一矩阵x
k 1
、所述控制量矩阵u
k 1
和第k 1个时间步长下的第二矩阵y
k 1
，计算得到第k 1个时间步长的状态矩阵g
k 1
。

技术总结
本发明实施例公开了一种换热强化控制方法及装置，方法包括：获取多个压力测量单元在前k个时间步长测量的压力数据，并基于所述压力数据组建第一矩阵和第二矩阵；基于所述第一矩阵、所述第二矩阵和第k个时间步长的控制量，计算预测控制矩阵；基于所述预测控制矩阵控制振动部件的振动频率，以最大化边界层分离，所述振动部件位于所述流场中，且安装于所述发热器件的上游区域的流场内壁上。上述实现方案通过系统识别技术实时测算流场的自然振动频率，并将算得的频率作为输入信号通过压电驱动振动片输入给振动部件，以形成流场内的共振效应，实现了流场换热效果的最大化。实现了流场换热效果的最大化。实现了流场换热效果的最大化。


技术研发人员：李熙和
受保护的技术使用者：经纬恒润(天津)研究开发有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/2/28