CN112524816A - 用于燃气热水器的温度控制方法、装置及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于燃气热水器的温度控制方法、装置及燃气热水器；用于燃气热水器的温度控制方法包括：在热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；在热水器处于第二状态的情况下，将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量；自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；其中，前置反馈信号包括目标出水温度、进水流量、以及进水温度中的至少一者；后置反馈信号包括出水温度；用户不会由于在调节过程中，或者燃气热水器由于市水的变化，导致水忽冷忽热的情况出现，从而给予用户更好的使用体验。

Description

用于燃气热水器的温度控制方法、装置及燃气热水器

技术领域

本发明涉及厨卫电器技术领域，具体是用于燃气热水器的温度控制方法、装置及燃气热水器。

背景技术

随着社会的进步，人本的生活水平越来越高，对沐浴体验的要求也在逐步提高。即热燃气热水器由于其体积小、价格低、加热速度快、随开随用等优点，成为很多家庭的理想选择；但其出水温度很容易受到外界因素的影响而上下波动；如：进水流量的波动、进水温度的变化及外界倒灌风等。

为了解决由于外部环境变化带来的干扰，需要根据外部条件，适当调节燃烧功率从而达到最佳的洗浴体验。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于燃气热水器的温度控制方法、装置及燃气热水器和机器可读存储介质。

为了实现上述目的，在本发明第一方面，提供一种用于燃气热水器的温度控制方法，温度控制方法包括：在热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；在热水器处于第二状态的情况下，将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量；自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；其中，前置反馈信号包括目标出水温度、进水流量、以及进水温度中的至少一者；后置反馈信号包括出水温度。

在本申请实施例中，方法还包括：接收前置反馈信号和后置反馈信号；根据前置反馈信号和后置反馈信号确定燃气热水器处于第一状态或者第二状态；第一状态包括开机升温阶段、水量单次变化、向恒温控制状态切换的过渡状态及开关分段阀中的至少一种；第二状态包括恒温控制状态、水量连续波动中的至少一种。

在本申请实施例中，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量包括：接收进水流量、进水温度以及目标出水温度；根据进水温度和目标出水温度确定温度调节量；根据温度调节量和进水流量确定用于控制加热设备的前馈控制量。

在本申请实施例中，将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量包括：将出水温度、进水流量及进水温度传输至扩张观测器；根据扩张状态观测器确定的出水温度的扰动量、进水流量的扰动量及进水温度的扰动量来确定总扰动量。

在本申请实施例中，加热设备包括比例阀和与比例阀依次连接的多个分段阀及火排，温度控制方法还包括：将前馈控制量转换成二次压；将二次压转换成脉冲宽度调制信号；通过脉冲宽度调制信号控制比例阀的开度。

在本申请实施例中，温度控制方法还包括：预设脉冲宽度调制信号和分段阀的开关组合的映射关系；根据脉冲宽度调制信号匹配对应的开关组合。

在本申请实施例中，自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿包括：控制自抗扰控制器接收总扰动量；确定前馈控制量的前馈占比；自抗扰控制器将总扰动量转换为反馈控制量；将前馈控制量乘以前馈占比并与反馈控制量累加以进行扰动补偿。

在本申请实施例中，方法还包括:在第一状态下，采用前馈控制量控制加热设备对水进行加热；在第二状态下，采用经扰动补偿后的前馈控制量控制加热设备对水进行加热。

在本申请的第二方面，本发明实施例还提供一种用于燃气热水器的温度控制装置，包括加热设备，用于对水进行加热；前馈控制器，用于接收前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；扩张观测器，用于接收前置反馈信号、后置反馈信号，通过自靠扰控制算法计算总扰动量；自抗扰控制器，用于接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；处理器，处理器被配置为：在热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；在热水器处于第二状态的情况下，通过将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器确定总扰动量；控制自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；其中，前置反馈信号包括目标温度以及经由加热前的进水流量、进水温度的至少一者；后置反馈信号包括经由加热后的出水温度。

在本申请实施例中，处理器还被配置为：接收前置反馈信号和后置反馈信号，根据前置反馈信号和后置反馈信号确定热水器处于第一状态或者第二状态。

在本申请实施例中，温度控制装置还包括：流量传感器，用于检测进水流量；第一温度传感器，用于检测进水温度；第二温度传感器，用于检测出水温度；第一状态包括开机升温阶段、水量单次变化、向恒温度控制制状态切换的过渡状态及开关分段阀的至少一种；第二状态包括恒温度控制制状态、水量连续波动的至少一种。

在本申请实施例中，处理器被配置为根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量包括处理器被配置为：接收进水流量、进水温度及目标温度；根据进水温度和目标温度确定调控温度；根据调控温度和进水流量确定控制加热设备的前馈控制量。

在本申请实施例中，扩张观测器的第一输入端连接流量传感器及第一温度传感器；第二输入端连接第二温度传感器，用于接收进水流量、进水温度及出水温度；处理器被配置为通过将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器确定总扰动量包括处理器被配置为：通过将出水温度、进水流量及进水温度传输至扩张观测器；控制扩张状态观测器确定出水温度的扰动量、进水流量的扰动量及进水温度的扰动量确定总扰动量。

在本申请实施例中，加热设备包括比例阀和比例阀依次连接的多个分段阀及火排，处理器还被配置成：将前馈控制量转换成二次压；将二次压转换成脉冲宽度调制信号；通过脉冲宽度调制信号控制比例阀的开度。

在本申请实施例中，控制自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿包括：控制自抗扰控制器接收总扰动量；确定前馈控制量的前馈占比；通过自抗扰控制器将总扰动量转换为反馈控制量；根据前馈控制量乘以前馈占比并与反馈控制量累加以进行扰动补偿。

在本申请实施例中，方法还包括：在第一状态下，采用前馈控制量控制加热设备对水进行加热；在第二状态下，采用经扰动补偿后的前馈控制量控制加热设备对水进行加热。

本申请的第三方面，还提供一种燃气热水器，包括热水器本体，还包括如上述的温度控制装置。

另一方面，提供一种计算机可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得处理器能够执行根据上述的用于燃气热水器的方法。

通过上述技术方案，提供，通过前置反馈信号和后置反馈信号建立和第一状态及第二状态之间的映射关系，继而在实时接受前置反馈信号和后置反馈信号匹配当下对应的工况，即第一状态或者第二状态，通过在燃气热水器位于第一状态的情况下，通过前馈控制量对燃气热水器进行控制，以满足用户所需的水温。当燃气热水器位于第二状态下时，通过复合控制律进行扰动补偿。从而实现对热水器恒温控制，用户不会由于在调节过程中，或者燃气热水器由于市水的变化，导致水忽冷忽热的情况出现，从而给予用户更好的使用体验。给予用户更为精准的水温，提高用户的使用体验。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法的流程图；

图2是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法的另一流程图；

图3是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法中步骤S201的流程图；

图4是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法中步骤S202的流程图；

图5是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法中步骤S203的流程图；以及

图6是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法的流程图；

图7是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法进一步的流程图；

图8是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法更进一步的流程图；以及

图9是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方装置的连接拓扑图。

附图标记说明

100、装置；

10、加热设备； 20、前馈控制器；

30、扩张观测器； 40、自抗扰控制器；

50、流量传感器； 60、第一温度传感器；

70、第二温度传感器； 81、比例阀；

82、分段阀； 83、火排。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例主要提供用于燃气热水器的温度控制方法，具体来说为一种用于燃气热水器进行恒温控制的方法，该方法旨在解决现有即热式的燃气热水器，在出水时由于用户操作或者其他环境影响的影响，从而导致出水时实际温度达不到用户想要的温度，影响用户的使用体验的问题。

请参阅图1，图1是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法的流程图。该温度控制方法包括以下步骤：

步骤S201：在热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；

步骤S202：在热水器处于第二状态的情况下，将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量；

步骤S203：自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；

其中，前置反馈信号包括目标出水温度、进水流量、以及进水温度中的至少一者；后置反馈信号包括出水温度。

具体地，对于上述步骤S201中所提到的术语“第一状态”指代当热水器位于水温、水流的单次变化即对恒温保持干扰较少的状态。如包括：热水器处于开机升温阶段、用户所调控或者市水的水量单次变化、向恒温控制状态切换的过渡状态，及开启或者关闭分段阀中的至少一种；

对于上述步骤S201中所提到的术语“第二状态”指代当热水器位于对恒温保持干扰较多的状态，如恒温控制状态、水量连续波动中的至少一种。

本领域技术人员也应当理解，在以上的“第一状态”，“第二状态”所提供的技术启示上增加更多的状态，以使得燃气热水器在更多模式下具备相应的恒温控制，同样也属于本发明所涵盖的保护范围内。

进一步对上述在热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量进行阐述，本发明实施例所提供的温度控制方法通过在热水器处于对恒温加热干扰量较小的情况时，通过前置反馈信号来控制加热设备进行加热。前置反馈信号包括目标出水温度、进水流量、以及进水温度中的至少一者，目标出水温度即由用户所设定或者***自动所需加热的目标温度，进水流量即市水通过加热设备的流量大小，进水温度即市水通过加热设备的原始温度。

可以理解，可以通过前置反馈信号包括目标出水温度、进水流量、以及进水温度中的至少一者或者多者，通过前馈控制量控制加热设备的功率以进行加热。具体地，如一些要求精度不高的燃气热水器，其进水流量和进水温度由于为市水，通常情况下进水温度和进水流量均为稳定值，可以仅根据目标出水温度确定加热设备的功率，但是对于温差较大地区，由于早晚或者季节性市水温度较大，也可通过传感器读取市水的进水温度和进水流量，进而根据目标出水温度确定调节加热设备功率的前馈控制量。

在步骤S201中，通过热水器在无需消除干扰的情况下，将水温控制在目标出水温度，从而保证温度满足用户的需求，如用户所设定为40度，通过前馈控制量，控制加热设备将水加热到40度即可。

当热水器处于第二状态时，如用户加大或者调整洗浴的水量，从而引起水量的波动，在传统的控制模式下，通常会突然时冷时热，导致用户的体验极差，在步骤S202至步骤S203中，即通过自抗扰控制算法根据扩张观测器监测后置反馈信号，计算总扰动量并在最终的控制律中进行消除，从而保持目标出水温度的恒定，从而给予用户更佳的淋浴体验。

在本发明实施例中，可选地第一状态和第二状态是通过前置反馈信号和后置反馈信号所自动判定的。请参阅图2，图2是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法的另一流程图。该温度控制方法还包括以下步骤：

步骤S101、接收前置反馈信号和后置反馈信号；

步骤S102、根据前置反馈信号和后置反馈信号确定燃气热水器处于第一状态或者第二状态；

其中，可选地第一状态包括开机升温阶段、水量单次变化、向恒温控制状态切换的过渡状态及开关分段阀；

第二状态包括恒温控制状态、水量连续波动。

可以理解，前置反馈信号和后置反馈信号均通过传感器检测得到，根据前置反馈信号、后置反馈信号和对应第一状态或者第二状态的映射关系，通过传感器实时所反馈的前置反馈信号和后置反馈信号，从而确定燃气热水器当前处于第一状态或者第二状态。

根据本发明实施例所提供的第一状态和第二状态可以将具体本发明实施例所提供的温度控制过程分成六个阶段：1、开机升温阶段；2、恒温控制状态；3、水量单次变化；4、水量连续波动；5、向恒温控制切换的过渡状态；6、开关分段阀；其中在2、恒温控制状态，4、水量连续波动状态，使用前馈控制配合自抗扰控制算法，其他四个状态，使用前馈控制即可。

请参阅图3，图3是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法中步骤S201的流程图。在步骤S201中根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量可以包括以下步骤：

步骤S2011、接收进水流量、进水温度以及目标出水温度；

步骤S2012、根据进水温度和目标出水温度确定温度调节量；

步骤S2013、根据温度调节量和进水流量确定用于控制加热设备的前馈控制量。

该用于保持恒温的装置主要包含前置反馈量：进水流量(F)，进水温度(T_i)，设定温度(V)，后置反馈量：出水温度(T_o)。

可以理解，根据步骤S2011至步骤S2013，在对于前馈控制，根据已知的进水温度T_i(通过温度传感器获取)、理想的出水温度T_o(目标出水温度)和进水流量，可以计算出即热型燃气热水达到理想的出水温度所需要的热负荷，进一步可以计算出前馈控制量：

u₁＝α(T_o-T_i)·F (公式1)

在公式1中，其中α为热负荷到前馈控制量的增益，对于燃气热水器，控制量为燃气阀门的开度，即控制阀门的比例阀电流或开关电源的占空比(PWM)，增益α根据多组开环实验的数据确定。通过前馈控制可以获得前馈控制量，从而使得加热设备加热到预设的目标出水温度。

在一些实施例中，也可以采用反馈算法加快控制的效率，如采用PID负反馈控制算法计算前馈控制量。也同样属于本发明所涵盖的保护范围内。

请参阅图4，图4是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法中步骤S202的流程图。上述的步骤S202中将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量包括：

步骤S2021、将出水温度、进水流量及进水温度传输至扩张观测器；

步骤S2022、根据扩张状态观测器确定的出水温度的扰动量、进水流量的扰动量及进水温度的扰动量来确定总扰动量。

具体地，在步骤S2021至步骤S2022中，根据ADRC的算法思想，根据之前的分析，在本文中选取的被控对象阶次为一阶，如下式所示：

其中在公式2中，B为输入扰动增益，y为输出量，Ax+d被视作ADRC控制***中的“总扰动”，其中核心组成部分ESO(扩张状态观测器)就是根据状态变量x和***输入u(t)实时估计出“总扰动”的数值，并在最终的控制律中消除，从而完成恒温控制。

请参阅图5，图5是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法中步骤S203的流程图。自抗扰控制器接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿包括：

步骤S2031、控制自抗扰控制器接收总扰动量；

步骤S2032、确定前馈控制量的前馈占比；

步骤S2033、自抗扰控制器将总扰动量转换为反馈控制量；

步骤S2034、将前馈控制量乘以前馈占比并与反馈控制量累加以进行扰动补偿。

采用前馈与反馈累加的方式得到最终的复合控制律：

M(t)＝M₀(t)+K_ffu₁(t) (公式3)

其中在公式3中，K_ff∈[0，1]，是前馈占比，数值越大代表复合控制律中前馈控制量的比重越大。u(t)为复合控制律的前馈控制量，u_o(t)为总扰动量，u₁(t)为前馈控制量，因此，在第二状态下时，通过复合控制律进行扰动补偿。从而实现对热水器恒温控制，给予用户更好的使用体验。

请参阅图6，图6是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法的流程图。加热设备包括比例阀和与比例阀依次连接的多个分段阀及火排，在本发明实施例中，温度控制方法还包括：

步骤S204、将前馈控制量转换成二次压；

步骤S205、将二次压转换成脉冲宽度调制信号；

步骤S206、通过脉冲宽度调制信号控制比例阀的开度。

可以理解，调节二次压的目的是调整燃气与空气的混合比例。一次压是指燃气管网到热水器燃气阀之前的压力；二次压是指燃气阀到燃烧室的工作压力。调节二次压到合适的值，可以将热水器的燃气器调整到最好的工作状态，防止燃烧室内燃烧不充分、爆燃或无法点燃的情况出现。

步骤S204至步骤S206为了解决比例阀的一致性问题，由于在同样的驱动参数情况下，比例阀的开度也会存在误差，所以需要消除比例阀误差，需要通过热负荷、二次压、以及比例阀PWM(脉冲宽度调制信号)值的关系，从而消除误差；获取更好的控制效果。

请参阅图7，图7是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法进一步的流程图。温度控制方法还包括：

步骤S207、预设脉冲宽度调制信号和分段阀的开关组合的映射关系；

步骤S208、根据脉冲宽度调制信号匹配对应的开关组合。

具体地，通过预设脉冲宽度调节信号(PWM)和分段阀开关组合的映射关系，如圆环式排列的分段阀，如八个分段阀圆环式排列，可以根据脉冲宽度调节信号映射分段阀的排列方式，如仅四个分段阀开启，或者八个分段阀全开，根据在使用该发明实施例所提供方法的过程中，通过检测开机阶段前馈参数，结合经验参数，根据上述的前馈控制量，设定合理的比例阀开度，以及分段阀的开关组合，从而获取最佳的调节方式。

请参阅图8，图8是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方法更进一步的流程图。方法还包括：

步骤S301：在第一状态下，采用前馈控制量控制加热设备对水进行加热；

步骤S302：在第二状态下，采用经扰动补偿后的前馈控制量控制加热设备对水进行加热。

可以理解，步骤S301以及步骤S302即当燃气热水器位于第一状态时，采用前馈控制量控制加热设备对水加热，位于第二状态则根据经扰动补偿后的前馈控制量控制加热设备对水进行加热，该步骤仅对本发明实施例进行限定，本领域技术人员很容易通过上述实施例内容得知该步骤的技术启示，此处不再重复描述。

请参阅图9，图9是本发明实施例所提供的用于燃气热水器的温度控制方装置100的连接拓扑图。为了更清楚的阐述以上温度控制方法，本发明实施例还提供一种用于燃气热水器的温度控制装置100，包括：

加热设备10，用于对水进行加热；

比例阀81，设置于加热设备10的进气口，通过比例阀10控制加热设备进行加热；

分段阀82，连通比例阀81，用于调节分段，如冬天用全排火烧，夏天用半段火烧；

火排83，通常有4至6排的喷嘴，通过连通分段阀，用于通过加热设备10进行加热；

前馈控制器20，用于接收前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；

扩张观测器30，用于接收前置反馈信号、后置反馈信号，通过自靠扰控制算法计算总扰动量；

自抗扰控制器40，用于接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；

流量传感器50，设置在和加热设备10连通的进水管路上，用于检测进水流量；

第一温度传感器60，设置在加热设备10连通的进水管路上，用于检测进水温度；

第二温度传感器70，设置在和加热设备10连通的出水管路上，用于检测出水温度；

处理器(图未示)，处理器可以是外置或者内置，处理器被配置成：

在热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备10的前馈控制量；

在热水器处于第二状态的情况下，通过将前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器30确定总扰动量；

控制自抗扰控制器40接收总扰动量，并根据总扰动量对前馈控制量进行扰动补偿；

其中，前置反馈信号包括目标温度以及经由加热前的进水流量、进水温度的至少一者；后置反馈信号包括经由加热后的出水温度。

处理器还被配置成执行工况分类，即需要执行以下步骤：接收前置反馈信号和后置反馈信号；根据前置反馈信号和后置反馈信号确定燃气热水器处于第一状态或者第二状态；

其中，可选地第一状态包括开机升温阶段、水量单次变化、向恒温控制状态切换的过渡状态及开关分段阀；

第二状态包括恒温控制状态、水量连续波动。

可以理解，通过前置反馈信号和后置反馈信号建立和第一状态及第二状态之间的映射关系，继而在实时接受前置反馈信号和后置反馈信号匹配当下对应的工况，即第一状态或者第二状态。

处理器还被配置成执行以下步骤：接收进水流量、进水温度以及目标出水温度；根据进水温度和目标出水温度确定温度调节量；根据温度调节量和进水流量确定用于控制加热设备的前馈控制量。

该用于保持恒温的装置主要包含前置反馈量：进水流量(F)，进水温度(T_i)，设定温度(V)，后置反馈量：出水温度(T_o)

加热设备包括比例阀和与比例阀依次连接的多个分段阀及火排，在本发明实施例中，温度控制方法还包括：将前馈控制量转换成二次压；将二次压转换成脉冲宽度调制信号；通过脉冲宽度调制信号控制比例阀的开度。

可以理解，调节二次压的目的是调整燃气与空气的混合比例。一次压是指燃气管网到热水器燃气阀之前的压力；二次压是指燃气阀到燃烧室的工作压力。调节二次压到合适的值，可以将热水器的燃气器调整到最好的工作状态，防止燃烧室内燃烧不充分、爆燃或无法点燃的情况出现。

处理器还被配置成：预设脉冲宽度调制信号和分段阀的开关组合的映射关系；根据脉冲宽度调制信号匹配对应的开关组合。

可以理解，通过在燃气热水器位于第一状态的情况下，通过前馈控制量对燃气热水器进行控制，以满足用户所需的水温。

处理器还被配置成：将出水温度、进水流量及进水温度传输至扩张观测器；根据扩张状态观测器确定的出水温度的扰动量、进水流量的扰动量及进水温度的扰动量来确定总扰动量。控制自抗扰控制器接收总扰动量；确定前馈控制量的前馈占比；自抗扰控制器将总扰动量转换为反馈控制量；将前馈控制量乘以前馈占比并与反馈控制量累加以进行扰动补偿。

可以理解，当燃气热水器位于第二状态下时，通过复合控制律进行扰动补偿。从而实现对热水器恒温控制，用户不会由于在调节过程中，或者燃气热水器由于市水的变化，导致水忽冷忽热的情况出现，从而给予用户更好的使用体验。

本领域技术人员也应当理解，如果将本发明方法或者温度控制装置、经过简单变化、在其上述方法增添功能进行组合、或者在其装置上进行替换，如各组件进行型号材料上的替换、使用环境进行替换、各组件位置关系进行简单替换等；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的方法/设备/装置，用这样的方法/设备/装置替代本发明的方法和装置均同样落在本发明的保护范围内。

装置还包括存储器，上述用于燃气热水器的温度控制方法可作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调节内核参数来针对燃气热水器的温度进行控制。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种机器可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现用于燃气热水器的温度控制方法。

本发明实施例提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行用于燃气热水器的温度控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种用于燃气热水器的温度控制方法，其特征在于，所述温度控制方法包括：

在所述热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；

在所述热水器处于第二状态的情况下，将所述前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量；

自抗扰控制器接收所述总扰动量，并根据所述总扰动量对所述前馈控制量进行扰动补偿；

其中，所述前置反馈信号包括目标出水温度、进水流量、以及进水温度中的至少一者；所述后置反馈信号包括出水温度。

2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收前置反馈信号和后置反馈信号；

根据所述前置反馈信号和所述后置反馈信号确定所述燃气热水器处于所述第一状态或者所述第二状态；

所述第一状态包括开机升温阶段、水量单次变化、向恒温控制状态切换的过渡状态及开关分段阀中的至少一种；

所述第二状态包括恒温控制状态、水量连续波动中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的温度控制方法，其特征在于，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量包括：

接收进水流量、进水温度以及目标出水温度；

根据所述进水温度和所述目标出水温度确定温度调节量；

根据所述温度调节量和所述进水流量确定用于控制加热设备的前馈控制量。

4.根据权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于，将所述前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器以确定总扰动量包括：

将所述出水温度、所述进水流量及所述进水温度传输至扩张观测器；

根据扩张状态观测器确定的所述出水温度的扰动量、所述进水流量的扰动量及所述进水温度的扰动量来确定总扰动量。

5.根据权利要求2所述的温度控制方法，其特征在于，所述加热设备包括比例阀和与所述比例阀依次连接的多个分段阀及火排，所述温度控制方法还包括：

将所述前馈控制量转换成二次压；

将所述二次压转换成脉冲宽度调制信号；

通过所述脉冲宽度调制信号控制所述比例阀的开度。

6.根据权利要求5所述的温度控制方法，其特征在于，所述温度控制方法还包括：

预设所述脉冲宽度调制信号和分段阀的开关组合的映射关系；

根据所述脉冲宽度调制信号匹配对应的开关组合。

7.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述自抗扰控制器接收所述总扰动量，并根据所述总扰动量对所述前馈控制量进行扰动补偿包括：

控制自抗扰控制器接收所述总扰动量；

确定所述前馈控制量的前馈占比；

自抗扰控制器将所述总扰动量转换为反馈控制量；

将所述前馈控制量乘以所述前馈占比并与所述反馈控制量累加以进行扰动补偿。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括:

在所述第一状态下，采用所述前馈控制量控制所述加热设备对水进行加热；

在所述第二状态下，采用经扰动补偿后的前馈控制量控制所述加热设备对水进行加热。

9.一种用于燃气热水器的温度控制装置，其特征在于，包括：

加热设备，用于对水进行加热；

前馈控制器，用于接收所述前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；

扩张观测器，用于接收所述前置反馈信号、后置反馈信号，通过自靠扰控制算法计算总扰动量；

自抗扰控制器，用于接收所述总扰动量，并根据总扰动量对所述前馈控制量进行扰动补偿；

处理器，所述处理器被配置为：

在所述热水器处于第一状态的情况下，根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量；

在所述热水器处于第二状态的情况下，通过将所述前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器确定总扰动量；

控制自抗扰控制器接收所述总扰动量，并根据所述总扰动量对所述前馈控制量进行扰动补偿；

其中，所述前置反馈信号包括目标温度以及经由加热前的进水流量、进水温度的至少一者；所述后置反馈信号包括经由加热后的出水温度。

10.根据权利要求9所述的温度控制装置，其特征在于，所述处理器还被配置为：接收前置反馈信号和后置反馈信号，根据所述前置反馈信号和后置反馈信号确定热水器处于第一状态或者第二状态。

11.根据权利要求9所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制装置还包括：

流量传感器，用于检测所述进水流量；

第一温度传感器，用于检测所述进水温度；

第二温度传感器，用于检测所述出水温度；

所述第一状态包括开机升温阶段、水量单次变化、向恒温度控制制状态切换的过渡状态及开关分段阀的至少一种；所述第二状态包括恒温度控制制状态、水量连续波动的至少一种。

12.根据权利要求11所述的温度控制装置，其特征在于，所述处理器被配置为根据所接收的前置反馈信号确定控制加热设备的前馈控制量包括处理器被配置为：

接收进水流量、进水温度及目标温度；

根据所述进水温度和目标温度确定调控温度；

根据所述调控温度和所述进水流量确定控制加热设备的前馈控制量。

13.根据权利要求12所述的温度控制装置，其特征在于，

所述扩张观测器的第一输入端连接所述流量传感器及所述第一温度传感器；第二输入端连接所述第二温度传感器，用于接收所述进水流量、所述进水温度及所述出水温度；

所述处理器被配置为通过将所述前置反馈信号、后置反馈信号传输至扩张观测器确定总扰动量包括处理器被配置为：

通过将所述出水温度、所述进水流量及所述进水温度传输至扩张观测器；

控制扩张状态观测器确定所述出水温度的扰动量、所述进水流量的扰动量及所述进水温度的扰动量确定总扰动量。

14.根据权利要求13所述的温度控制装置，其特征在于，所述加热设备包括比例阀和所述比例阀依次连接的多个分段阀及火排，所述处理器还被配置成：

将所述前馈控制量转换成二次压；

将所述二次压转换成脉冲宽度调制信号；

通过所述脉冲宽度调制信号控制所述比例阀的开度。

15.根据权利要求11所述的温度控制装置，其特征在于，所述控制自抗扰控制器接收所述总扰动量，并根据所述总扰动量对所述前馈控制量进行扰动补偿包括：

控制自抗扰控制器接收所述总扰动量；

确定所述前馈控制量的前馈占比；

通过自抗扰控制器将所述总扰动量转换为反馈控制量；

根据所述前馈控制量乘以所述前馈占比并与所述反馈控制量累加以进行扰动补偿。

16.根据权利要求11至15任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述处理器还被配置成：

在所述第一状态下，采用所述前馈控制量控制所述加热设备对水进行加热；

在所述第二状态下，采用经扰动补偿后的前馈控制量控制所述加热设备对水进行加热。

17.一种燃气热水器，其特征在于，包括燃气热水器本体，还包括如根据权利要求11至16任一项所述的温度控制装置。

18.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于在被处理器执行时使得所述处理器能够执行根据权利要求1至8中任意一项所述的用于燃气热水器的温度控制方法。

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