[发明专利]控制增益自动化

说明书

本发明涉及控制增益自动化。阀组件包括：阀构件（4），该阀构件位于在入口端口（2）与出口端口（3）之间的流体路径中；流量传感器（7），其用于感测与通过流体路径的流体流相关的一个或多个参数；致动器（5）；控制器（9），其用于根据设定点经由致动器（5）来控制阀构件（4）的位置，控制器（9）被构造成：将信号处理为流率；将流率与表明通过流体路径的大致零流率的预定阈值进行比较；以及如果流率的测量小于或等于预定阈值，则：与阀构件（4）的位置无关地（直接地）基于默认流率来确定阀构件（4）的位置；从所确定的位置来产生控制信号。

技术领域

本公开涉及阀的自适应控制。更具体地，本公开聚焦于用于加热、通风和/或空气调节（HVAC）的装置中的阀的自适应控制。

背景技术

结构的HVAC装置通常包括多个热交换器。这些热交换器为结构的各个空间供应加热和/或冷却。为了调节供应到空间的加热和/或冷却的量，热交换器可配备有阀，该阀调节用于加热和/或冷却的能力。

用于加热和/或冷却的能力的调节通常是通过布置在通过热交换器的流体路径中的阀的阀元件来实现的。阀元件的位置经由阀行程来确定，由此实现和/或限制通过热交换器的流体流。复杂的布置采用闭环控制以力图将结构的空间内的实际温度匹配至设定点。

用于阀行程的闭环控制的常见控制算法包括比例、积分和/或微分（PID）控制。用于比例、积分和/或微分控制的单独参数由这种控制器采用。为了针对其具体环境来定制PID控制器，需要调节其比例、积分和/或微分参数。这些参数的适当调节公知是艰巨的任务。

为了解决适当调节的问题，自适应控制器提供确定和/或猜测成组的比例、积分和/或微分参数的功能。专利申请EP1025403A1“使用脉宽调制占空比涡旋压缩机的制冷系统的自适应控制”于1998年9月9日提交。EP1025403A1于2000年8月9日公布。

EP1025403A1公开了通过压缩机的流量的自适应控制。自适应算法确定误差信号的波动。然后从这些值来产生一组模糊输入值。向这些模糊输入施加预定规则产生模糊输出值。最后，控制器将该输出值去模糊化以产生新（比例）增益因子。

自适应控制算法可利用打开曲线（opening curve）。打开曲线将通过阀的流量确定为压降和阀行程h的（直接）函数。特征函数f(h)将阀行程映射到流量，使得流量是f的（直接）线性函数。也就是说，f(h) = 0的值表明没有流量通过阀。类似地，f(h) = 1表明阀处于其完全打开位置。

本公开改进了具有自适应算法的阀控制器。本公开旨在提供适用于宽范围的流体输送器的通用控制算法。

发明内容

本公开教导了用于HVAC器具的自适应控制器。该自适应控制器利用阀的特征函数f(h)。控制器还可从特征函数的逆函数f^-1确定表明阀行程的值h。自适应控制器还依赖于通过阀的流量的测量。确定用于流量的设定点值φ_设定的控制器的增益参数通常包括φ_设定与实际流量φ_实际的比率。然而，在零实际流量φ_实际=0的情况下，该确定将导致除以零并失效。这是在φ_实际=0的情况下名义流量的预定值φ_名义替代实际流量φ_实际的原因。

上述问题通过根据本公开的主要权利要求的自适应控制器来解决。本公开的优选实施例由从属权利要求涵盖。

本公开的目的在于提供用于HVAC器具的自适应控制器，其中控制器被配备到和/或附接到阀。

本公开的目的还在于提供用于HVAC器具的自适应控制器，其中热交换器的阀通信地连接到HVAC控制器，并且其中，控制器被配备到和/或附接到HVAC控制器。特别地，HVAC控制器可以是安装在远离HVAC装置的其余部件的位置中的云计算机。