[发明专利]一种涡旋式复合机的混合建模方法

摘要

本发明公开了一种涡旋式复合机的混合建模方法，包括以下步骤：根据涡旋式复合机的运行过程，考虑过程泄露、散热以及摩擦因素列写出排气温度、排气流量和负载转矩的机理模型；选取输入输出变量进行参数集总：选取易测量且好控制的转速和背压作为输入变量，排气温度、排气流量和负载转矩作为输出变量；采用遗传算法和辅助变量法辨识机理模型中的未知参数；辨识及修正机理模型中的未知参数，即得到涡旋式复合机的混合模型，辨识结果与实验数据之间的误差维持在设定范围内。本发明建模型方便分析涡旋式复合机能量转化性能，提高控制器的设计精度，减少了传感器元件造成的能量损失，大大地降低了设备成本。

主权项

1.一种涡旋式复合机的混合建模方法，其特征是，包括以下步骤：根据涡旋式复合机的运行过程，考虑过程泄露、散热以及摩擦因素列写出排气温度、排气流量和负载转矩的机理模型；选取输入输出变量进行参数集总：选取易测量且好控制的转速和背压作为输入变量，排气温度、排气流量和负载转矩作为输出变量；采用遗传算法和辅助变量法辨识机理模型中的未知参数；辨识及修正机理模型中的未知参数，即得到涡旋式复合机的混合模型，辨识结果与实验数据之间的误差维持在设定范围内；在完成参数集总之后，得到涡旋式复合机的排气温度机理模型，根据该模型得到与转速和排气压力无关的参数集总；得到涡旋式复合机的排气流量机理模型，根据该模型得到参数集总；得到涡旋式复合机的负载转矩机理模型，根据该模型得到参数集总；涡旋式复合机的排气温度的机理模型为：式中，ps、pd和po分别为大气压力、背压和涡旋压缩机排气压力；Ts、Ti和T2分别为大气温度、涡旋压缩机入口温度和温度补偿常量；n为多变指数；α和A分别为机壳换热系数及换热面积；Cv为理想气体定容比热容；ρair大气密度；Vi为理想情况下涡旋压缩机进气体积；θ和θr分别为任意时刻涡旋压缩机主轴转角和最终展开角；p(θ)为任意转角时刻压缩气体压力；ω为涡旋压缩机角速度，To为涡旋式复合机的排气温度。