本發(fā)明專利技術(shù)涉及了一種VOCs釋放量檢測氣候室溫濕度非線性控制方法，包括如下步驟：步驟A1：通過數(shù)據(jù)輸入模塊設(shè)定氣候室的理想濕度值和理想溫度值；步驟A2：數(shù)據(jù)輸入模塊通過各種傳感器獲得相應(yīng)的溫度和濕度信號；步驟A3：數(shù)據(jù)輸入模塊將所采集數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器，控制器對數(shù)據(jù)處理之后將處理結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出模塊；數(shù)據(jù)輸出模塊輸出第一控制信號給控溫水箱，控制其內(nèi)的水溫；輸出第二控制信號給露點濕度發(fā)生器，控制其內(nèi)的水溫；步驟四：重復(fù)步驟A2～步驟A3，致使，。采用本技術(shù)方案，對VOCs釋放量檢測氣候室的溫濕度控制更為精確。VOCs釋放量檢測氣候室的溫濕度控制更為精確。VOCs釋放量檢測氣候室的溫濕度控制更為精確。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種VOCs釋放量檢測氣候室溫濕度非線性控制方法
[0001]本專利技術(shù)涉及氣候室溫濕度控制
，具體涉及一種VOCs釋放量檢測氣候室溫濕度非線性控制方法。
技術(shù)介紹
[0002]揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)是影響環(huán)境空氣質(zhì)量的主要因素，嚴重威脅人類健康，己經(jīng)被國際癌癥研究機構(gòu)確定為類致癌物質(zhì)。目前，VOCs釋放量氣候室檢測法被行政執(zhí)法、檢驗機構(gòu)和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)所接受和認可，并逐漸主導(dǎo)未來檢測VOCs釋放量的發(fā)展方向。
[0003]氣候室內(nèi)溫濕度的精確控制是實現(xiàn)VOCs釋放量檢測的關(guān)鍵。
[0004]已有氣候室控制方法多采用PID控制，如文獻1，申請?zhí)枮?01810966286.7、名稱為“一種自動調(diào)節(jié)氣候室濕度的控制方法”的專利技術(shù)專利，提出了一種30m3氣候室溫濕度智能前饋PID控制方法，該類方法均沒有精確考慮氣候室溫濕度控制中非線性因素，因此很難實現(xiàn)溫濕度的精確控制。
[0005]有的氣候室控制方法雖然考慮了溫濕度控制中非線性因素，但具體控制過程中是將非線性模型簡化為線性模型或直接建立線性模型，然后對線性模型進行控制器設(shè)計，并非真正的非線性控制。如文獻2，名稱為“基于模糊滑模變結(jié)構(gòu)算法的大氣候室控制研究”的博士學(xué)位論文，建立了氣候室的非線性數(shù)學(xué)模型，并進行局部精確線性化，進而進行了模糊控制器設(shè)計。如文獻3，名稱為“人造板制品甲醛釋放量檢測用氣候室高精度控制方法研究”的博士學(xué)位論文，建立了氣候室的非線性數(shù)學(xué)模型，并分別利用精確反饋線性化、控制和狀態(tài)觀測器，提出了氣候室溫濕度控制方法。上述方法是將非線性模型進行線性化后，再進行控制器設(shè)計，而沒有針對非線性模型直接進行控制設(shè)計，由于氣候室模型不滿足嚴格反饋結(jié)構(gòu)，且溫濕度之間具有強耦合的特點，難以利用backstepping（反步）方法設(shè)計非線性控制器。
[0006]另外，文獻2中的模糊控制器，其計算量會隨著模糊邏輯規(guī)則的增加按指數(shù)規(guī)律增大，因此，當(dāng)模糊規(guī)則較多時，容易造成計算爆炸；模糊規(guī)則較少時，近似的效果會變的較差。
[0007]上述現(xiàn)有技術(shù)中對氣候室內(nèi)溫濕度的控制方法中均是將控溫水箱和露點濕度發(fā)生器內(nèi)水的質(zhì)量假當(dāng)作恒定值，而在氣候室溫濕度的實際控制過程中，上述容器內(nèi)水的質(zhì)量是隨時間而變化的，如隨著加濕過程的進行，露點濕度發(fā)生器內(nèi)水的質(zhì)量會不斷減少等。因此，忽略水的質(zhì)量變化也會對溫濕度控制效果產(chǎn)生不利影響。
[0008]上述現(xiàn)有技術(shù)中對氣候室內(nèi)溫濕度的控制方法中均未考慮控溫水箱和露點濕度發(fā)生器內(nèi)的加熱制冷裝置的輸出功率變化問題，隨著使用時間過久或水垢積累等問題，控溫水箱和露點濕度發(fā)生器內(nèi)的加熱制冷裝置的輸出功率會出現(xiàn)不同程度的降低，忽略該因素也會對溫濕度控制效果產(chǎn)生不利影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0009]本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種VOCs釋放量檢測氣候室溫濕度非線性控制方法。
[0010]要解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種VOCs釋放量檢測氣候室溫濕度非線性控制方法，包括如下步驟：步驟A1：通過控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入模塊設(shè)定氣候室的理想濕度值和理想溫度值；步驟A2：控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入模塊通過濕度傳感器獲得氣候室中的濕度，通過第一溫度傳感器獲得氣候室中的溫度；通過第二溫度傳感器獲得控溫水箱內(nèi)的水溫；通過第八溫度傳感器獲得露點濕度發(fā)生器內(nèi)的水溫；通過第四溫度傳感器獲得環(huán)境溫度；通過第三溫度傳感器獲得氣候室的外表面溫度；通過第五溫度傳感器獲得檢測室內(nèi)的溫度；通過第六溫度傳感器獲得空氣壓縮機內(nèi)的實時溫度，通過計算后獲得，為空氣壓縮機內(nèi)的實時溫度與初始溫度之差；通過第七溫度傳感器獲得露點濕度發(fā)生器入風(fēng)口的初始空氣溫度；步驟A3：數(shù)據(jù)輸入模塊將所采集數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器，控制器對數(shù)據(jù)處理之后將處理結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出模塊，數(shù)據(jù)輸出模塊輸出第一控制信號給控溫水箱中第一加熱/制冷裝置，數(shù)據(jù)輸出模塊輸出第二控制信號給露點濕度發(fā)生器中第二加熱/制冷裝置；第一加熱/制冷裝置通過第一控制信號控制控溫水箱內(nèi)的水溫，第二加熱/制冷裝置通過第二控制信號控制露點濕度發(fā)生器內(nèi)的水溫；步驟四：重復(fù)步驟A2～步驟A3，致使，；所述控制器處理數(shù)據(jù)所依據(jù)的控制模型為：其中，
是空氣壓縮機送新風(fēng)溫度的時間常數(shù)，是擬合系數(shù)，是控溫水箱中第一加熱/制冷裝置的制冷時間常數(shù)，是露點濕度發(fā)生器中第二加熱/制冷裝置的制冷時間常數(shù)；是水的比熱容，是控溫水箱的水泵速度，是水的密度，是氣候室的容積，是等容比熱容，是氣候室的換氣比，是空氣與氣候室表面之間的傳熱系數(shù)，是氣候室外表面的面積，是經(jīng)驗參數(shù)，是控溫水箱內(nèi)水的質(zhì)量，是露點濕度發(fā)生器內(nèi)水的質(zhì)量，是控溫水箱與空氣之間的傳熱系數(shù)，是露點濕度發(fā)生器與空氣之間的傳熱系數(shù)，是控溫水箱與空氣之間的傳熱接觸面積，是露點濕度發(fā)生器與空氣之間的傳熱接觸面積，是控溫水箱中第一加熱/制冷裝置的制冷增益，是露點濕度發(fā)生器中第二加熱/制冷裝置的制冷增益，是控溫水箱蒸發(fā)溫度的經(jīng)驗值，是露點濕度發(fā)生器蒸發(fā)溫度的經(jīng)驗值；表示控溫水箱中第一加熱/制冷裝置的失效程度，表示露點濕度發(fā)生器中第二加熱/制冷裝置的失效程度，和的取值范圍是[0,1]，取0時，表示裝置完全失效，取1時，表示裝置正常工作，取（0，1）時，表示部分失效；將控制模型轉(zhuǎn)換為矩陣形式，得控制模型矩陣：其中，其中，
進一步地，所述控制器包括虛擬控制信號、實際控制信號和自適應(yīng)律，虛擬控制信號為：其中，，，為正的設(shè)計參數(shù)，，；實際控制信號為：其中，為Nussbaum偶函數(shù)（努斯鮑姆偶函數(shù)），變量和滿足：s2=[s
21
,s
22
]T
， 和為正常數(shù)，
????
，和為正常數(shù)，為正常數(shù)，自適應(yīng)律為：其中，2是2的估計值，，，表示，為正常數(shù)，表示，為正常數(shù)，。
[0011]進一步地，所述Nussbaum偶函數(shù)為。
[0012]進一步地，的取值范圍為4～6，的取值范圍為0.8～1.2。
[0013]進一步地，=5，=1。
[0014]進一步地，的取值范圍為0.0008～0.0012，的取值范圍為0.00008～0.00012，的取值范圍為0.0008～0.0012，的取值范圍為0.0004～0.0006。
[0015]進一步地，=0.001，=0.0001，=0.001，=0.0005。
[0016]進一步地，所述和的取值范圍是[0,1]，取0時，表示裝置完全失效，取1時，表示裝置正常工作，取（0，1）時，表示部分失效。
[0017]進一步地，所述 和的值分別為50%和25℃。
[0018]進一步地，的取值為0.5，的取值為20，的取值為25。
[0019]本專利技術(shù)可以達到的有益效果為：（1）本申請的控制方法直接針對氣候室非線性數(shù)學(xué)模型進行控制器設(shè)計，避免了模型簡化過程以及簡化引起的控制精度下降問題。
[0020]（2）本申請的控制方法是針對系統(tǒng)模型的純反饋結(jié)構(gòu)，利用隱函數(shù)定理，將非線性項作為整體本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種VOCs釋放量檢測氣候室溫濕度非線性控制方法，其特征是：包括如下步驟：步驟A1：通過控制系統(tǒng)（13）的數(shù)據(jù)輸入模塊（11）設(shè)定氣候室（2）的理想濕度值和理想溫度值；步驟A2：控制系統(tǒng)（13）的數(shù)據(jù)輸入模塊（11）通過濕度傳感器（8）獲得氣候室（2）中的濕度，通過第一溫度傳感器（7）獲得氣候室（2）中的溫度；通過第二溫度傳感器（6）獲得控溫水箱（4）內(nèi)的水溫；通過第八溫度傳感器（20）獲得露點濕度發(fā)生器（22）內(nèi)的水溫；通過第四溫度傳感器（14）獲得環(huán)境溫度；通過第三溫度傳感器（9）獲得氣候室（2）的外表面溫度；通過第五溫度傳感器（15）獲得檢測室（1）內(nèi)的溫度；通過第六溫度傳感器（16）獲得空氣壓縮機（17）內(nèi)的實時溫度，通過計算后獲得，為空氣壓縮機（17）內(nèi)的實時溫度與初始溫度之差；通過第七溫度傳感器（19）獲得露點濕度發(fā)生器（22）入風(fēng)口的初始空氣溫度；步驟A3：數(shù)據(jù)輸入模塊（11）將所采集數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器（10），控制器（10）對數(shù)據(jù)處理之后將處理結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出模塊（12），數(shù)據(jù)輸出模塊（12）輸出第一控制信號給控溫水箱（4）中第一加熱/制冷裝置（5），數(shù)據(jù)輸出模塊（12）輸出第二控制信號給露點濕度發(fā)生器（22）中第二加熱/制冷裝置（21）；第一加熱/制冷裝置（5）通過第一控制信號控制控溫水箱（4）內(nèi)的水溫，第二加熱/制冷裝置（21）通過第二控制信號控制露點濕度發(fā)生器（22）內(nèi)的水溫；步驟四：重復(fù)步驟A2～步驟A3，致使，；所述控制器（10）處理數(shù)據(jù)所依據(jù)的控制模型為：其中，
是空氣壓縮機（17）送新風(fēng)溫度的時間常數(shù)，是擬合系數(shù)，是控溫水箱（4）中第一加熱/制冷裝置（5）的制冷時間常數(shù)，是露點濕度發(fā)生器（22）中第二加熱/制冷裝置（21）的制冷時間常數(shù)；是水的比熱容，是控溫水箱（4）的水泵速度，是水的密度，是氣候室（2）的容積，是等容比熱容，是氣候室（2）的換氣比，是空氣與氣候室（2）表面之間的傳熱系數(shù)，是氣候室（2）外表面的面積...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉存根，孫鈺龍，王煥清，楊曉琦，張宇昊，周玉成，
申請(專利權(quán))人：山東建筑大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。