申请/专利权人：山东欧菲特能源科技有限公司

申请日：2024-04-22

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN118068687B

主分类号：G05B11/42

分类号：G05B11/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：本发明公布了一种基于改进PID的制冷机变频器控制优化方法，属于变频器PID控制技术领域，步骤包括：通过温度传感器采集散热设备的实时温度数据，实时温度数据输入到制冷机变频器控制器中，在变频器控制器中设置制冷目标温度值，计算实时温度数据值与制冷目标温度值的当前差值，引入改进的循环规模减小策略和Circle混沌映射对冠豪猪优化算法改进，利用改进的冠豪猪优化算法优化PID控制算法，得到加强PID控制算法并用于变频器控制器中，将当前差值作为加强PID控制算法的输入量，输出当前变频器输出频率控制量，控制制冷机变频器的输出频率，重复执行上述步骤，直到所述当前差值，实现优化制冷机变频器控制和制冷性能。

主权项：1.一种基于改进PID的制冷机变频器控制优化方法，通过改进冠豪猪优化算法优化制冷机变频器的PID控制器，精确控制变频器输出频率，具体包括：S1、通过温度传感器采集散热设备的实时温度数据，所述实时温度数据输入到制冷机变频器控制器中；所述制冷机变频器控制器包括温度数据接收模块、温度数据设定模块、温差计算模块、冠豪猪优化算法模块以及制冷机变频器PID控制算法模块和变频器控制量输出模块；其中，温度数据接收模块用于接收温度传感器采集的实时温度数据，温度数据设定模块用于设置制冷目标温度值，冠豪猪优化算法模块用于改进的冠豪猪优化算法整定制冷机变频器PID算法的比例参数Kp、积分参数Ki和微分参数Kd；其中，制冷机变频器PID算法采用位置式PID控制算法；变频器控制量输出模块用于变频器的输出频率控制水泵，所述水泵采用无刷直流电机；采用位置式PID作为制冷机变频器PID控制算法，数学模型为： 式1中，t为制冷机变频器控制器运行当前时间，T为制冷机变频器控制器运行最大时间，当前差值et数学模型为：et＝It-q，It为实时温度数据，q为制冷目标温度值；S2、在所述制冷机变频器控制器中设置制冷目标温度值，计算所述实时温度数据值与制冷目标温度值的当前差值et；S3、引入改进的循环规模减小策略和Circle混沌映射对冠豪猪优化算法改进，利用所述改进的冠豪猪优化算法优化PID控制算法，得到加强PID控制算法；所述改进的冠豪猪优化算法，在每次迭代中，冠豪猪优化算法的四个防御机制执行后，利用改进的循环规模减小策略对冠豪猪优化算法寻优策略改进，改进的循环规模减小策略为：step1、以当前迭代g≠0时的最优冠豪猪位置为中心，计算当前迭代的N个冠豪猪的位置目标函数平均值与最优冠豪猪位置的目标函数值的差值按照式2建立数学模型： step2、计算初始g＝0时N个冠豪猪的位置目标函数平均值与最优冠豪猪位置的目标函数值的差值Jn-best；按照式3建立数学模型： step3、利用和Jn-best结合正弦步长策略改进循环规模减小策略，数学模型为： 式4中，Ng+1为第g+1次迭代的冠豪猪种群规模，Nmin为冠豪猪最小种群规模，取值为10，Ng为第g次迭代的冠豪猪种群规模；所述利用改进的冠豪猪优化算法优化PID控制算法，整定制冷机变频器PID算法的比例参数Kp、积分参数Ki和微分参数Kd，具体步骤为：S31、初始化改进冠豪猪优化算法的参数，包括当前迭代次数g，最大迭代次数G，初始种群最大规模Ng，其中g＝0，冠豪猪最小种群规模Nmin，问题维度D，改进冠豪猪优化算法的寻优上界ub和下界lb；S32、利用Circle混沌映射初始化冠豪猪种群各个体的初始位置，将制冷机变频器PID算法的Kp、Ki、Kd参数设置为一个空间解集；S33、将所述空间解集编码为冠豪猪各个体的位置；每个冠豪猪个体位置代表一组Kp、Ki、Kd解集的候选解；S34、模拟冠豪猪的视觉、听觉、气味和攻击行为建立冠豪猪优化算法的防御机制数学模型，利用所述数学模型更新冠豪猪个体位置；S35、利用目标函数J计算当前迭代的各冠豪猪个体位置的适应度值；保留当前迭代中最小适应度值对应的冠豪猪位置；S36、将当前迭代的最小适应度值与上次迭代的最小适应度值比较，保留较小适应度值的冠豪猪位置；S37、当前迭代次数执行g＝g+1，若g＝G，则退出整定过程，将适应度值最小的冠豪猪位置解码为变频器PID算法的Kp、Ki、Kd参数解；否则，执行改进循环规模减小策略，自适应缩小候选解规模，返回执行步骤S32；S4、所述加强PID控制算法用于制冷机变频器控制器中，将所述当前差值et作为加强PID控制算法的输入量，输出当前精确变频器输出频率控制量ut，控制制冷机变频器的输出频率；S5、重复执行步骤S1到步骤S4，直到所述当前差值et＝0，实现优化制冷机变频器控制和制冷性能。

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