CN114911286B - 一种pid控制系数确定方法、装置、设备和介质 - Google Patents

一种pid控制系数确定方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法、装置、设备和介质，方法包括获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；判断其与第一预设值的大小；当当前过热度偏差的绝对值小于或等于第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当当前过热度偏差的绝对值大于第一预设值时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数；获取间室的当前温度偏差的绝对值；判断当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；当当前温度偏差的绝对值小于或等于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数；根据当前控制系数的调整系数和当前控制系数确定当前次控制系数。以实现根据间室的温度的不同，和蒸发器过热度偏差的大小来实时调整PID控制系数。

Description

一种PID控制系数确定方法、装置、设备和介质
技术领域
本发明涉及制冷***技术领域，尤其涉及一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法、装置、设备和介质。
背景技术
电子膨胀阀能自动调节制冷剂流量，确保制冷***能够始终维持最佳运行工况，是实现制冷***优化调节的关键部件。在一些负荷变化较剧烈或运行工况范围较宽的场合，传统的节流元件(如毛细管、热力膨胀阀等)已不能满足制冷***动态调整的要求，电子膨胀阀配合变频压缩机变容量调节得到越来越广泛的应用。
相关技术中一般采用以蒸发器出口过热度为控制对象的PID调节策略，来实现对制冷剂流量的调节，这对于保障制冷***运行的可靠性和经济性都有着积极重要的作用。但其存在的问题是，传统PID控制器参数整定大多基于简化的、不变的数学模型，***增益固定，反馈信号单一，当模型失配时，若控制系数仍保持不变，会使制冷***性能下降，导致变工况时难以获得理想的控制效果。
发明内容
本发明提供了一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法、装置、设备和介质，以实现根据间室的温度的不同，和蒸发器过热度偏差的大小来实时调整PID控制系数，从而有利于匹配实时工况调整电子膨胀阀开度，进而提升制冷***性能。
根据本发明的第一方面，提出了一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，包括以下步骤：
获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；
判断所述当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；
当所述当前过热度偏差的绝对值小于或等于所述第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当所述当前过热度偏差的绝对值大于所述第一预设值时，根据第二预设对应关系确定所述当前控制系数；
获取间室的当前温度偏差的绝对值；
判断所述当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；
当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数；根据所述调整系数和所述当前控制系数确定当前次控制系数，其中，所述第一预设对应关系和所述第二预设对应关系通过标定获取。
根据本发明的一个实施例，所述第一预设对应关系中，所述当前控制系数与所述当前过热度偏差的绝对值呈线性相关关系；所述第二预设对应关系中，所述当前控制系数与所述第一预设值相关。
根据本发明的一个实施例，当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数包括：
当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于第三预设值时，所述当前控制系数的调整系数根据第三预设对应关系确定；
当所述当前温度偏差的绝对值大于所述第三预设值，且小于或等于所述第二预设值时，所述当前控制系数的调整系数根据第四预设对应关系确定；
其中，所述第三预设对应关系和所述第四预设对应关系通过标定获取。
根据本发明的一个实施例，所述第三预设对应关系中，所述当前控制系数的调整系数为小于1的常数，所述第四预设对应关系中，所述当前控制系数的调整系数与当前温度偏差二次方相关。
根据本发明的一个实施例，还包括：当所述当前温度偏差的绝对值大于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数，其中，所述当前控制系数的调整系数为常数1。
根据本发明的一个实施例，所述获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值包括：
获取蒸发器出口处的制冷剂温度；
获取蒸发器出口压力下的制冷剂饱和气体温度；
根据所述制冷剂温度和所述制冷剂饱和气体温度计算蒸发器出口的实际过热度；
根据所述蒸发器出口的实际过热度和目标过热度获取蒸发器的所述当前过热度偏差；
根据所述当前过热度偏差获取所述当前过热度偏差的绝对值。
根据本发明的一个实施例，所述获取间室的当前温度偏差的绝对值包括：
获取间室的当前实测温度；
获取间室的设置温度；
根据所述当前实测温度和所述设置温度获取间室的所述当前温度偏差；
根据所述当前温度偏差获取所述当前温度的偏差的绝对值。
根据本发明的第二方面，提出了一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定装置，包括：
第一获取模块，用于获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；
第一判断模块，用于判断所述当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；
第一确定模块，用于当所述当前过热度偏差的绝对值小于或等于所述第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；还用于当所述当前过热度偏差的绝对值大于所述第一预设值时，根据第二预设对应关系确定所述当前控制系数；
第二获取模块，用于获取间室的当前温度偏差的绝对值；
第二判断模块，用于判断所述当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；
第二确定模块，用于当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数；根据所述当前控制系数的调整系数和所述当前控制系数确定当前次控制系数，其中，所述第一预设对应关系和所述第二预设对应关系通过标定获取。
根据本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行本发明任一实施例所述的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
根据本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
根据本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法、装置、设备和介质，其中，方法包括以下步骤：获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；判断当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；当当前过热度偏差的绝对值小于或等于第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当当前过热度偏差的绝对值大于第一预设值时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数；获取间室的当前温度偏差的绝对值；判断当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；当当前温度偏差的绝对值小于或等于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数；根据当前控制系数的调整系数和当前控制系数确定当前次控制系数，其中，第一预设对应关系和第二预设对应关系通过标定获取。以实现根据间室的温度的不同，和蒸发器过热度偏差的大小来实时调整PID控制系数，从而有利于匹配实时工况调整电子膨胀阀开度，进而提升制冷***性能。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术中环境试验箱中制冷***的结构示意图；
图2是本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法流程图；
图3是控制系数中积分系数和比例系数与过热度偏差的关系图；
图4是控制系数中积分系数和比例系数的调整系数与温度偏差的关系图；
图5是通过使用本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法确定的控制系数以及方案A和方案B在制冷过程中的一个间室温度随着时间的变化关系图；
图6是通过使用本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法确定的控制系数以及方案A和方案B在制冷过程中的另一个间室温度随着时间的变化关系图；
图7是通过使用本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法确定的控制系数以及方案A和方案B在制冷过程中的又一个间室温度随着时间的变化关系图；
图8是通过使用本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法确定的控制系数以及方案A和方案B在制冷过程中的电子膨胀阀的开度随时间变化关系图；
图9是通过使用本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法确定的控制系数以及方案A和方案B在制冷过程中的蒸发器出口过热度随时间变化关系图；
图10是通过使用本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法确定的控制系数以及方案A和方案B在制冷过程中的蒸发器出口压力随时间变化关系图；
图11是本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定装置方框示意图；
图12是实现本发明实施例的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是相关技术中环境试验箱中制冷***的结构示意图。现有技术中，环境试验箱通常由箱体、控制***和制冷***组成，箱体主要由隔热保温材料组成，内部温度可在-40℃～150℃范围内任意调整。控制***主要由触摸屏、PLC、温度传感器、压力传感器及相关扩展模块构成。其中，制冷***原理结构图如图1所示。制冷***主要部件包括变频压缩机102、冷凝器101、热旁电磁阀103、冷凝器风机104、冷旁电磁阀105、过热降温电子膨胀阀106、热气旁通阀107、供液电磁阀108、节流电子膨胀阀109、蒸发器风机110、蒸发器111、加热器112、直通电磁阀113、蒸发压力调节阀114、止回阀115。
制冷***的循环过程原理为：变频压缩机102吸入冷媒进行压缩，压缩后的高温高压气态冷媒从变频压缩机102的出口进入冷凝器101，冷凝器101对高温高压的气态冷媒放热，高温高压气态冷媒冷却成低温高压的液态冷媒从冷凝器101出口流出，经过供液电磁阀108、节流电子膨胀阀109，进入蒸发器111，低温高压的液态冷媒经过蒸发器111，变为低压低温气态冷媒，再次经过直通电磁阀113后，通过止回阀115，回到变频压缩机102。蒸发器111以及与蒸发器相关部件均设置在环境试验箱的箱体中。其中冷旁电磁阀105和过热降温电子膨胀阀106用于对冷凝器101流出的低温高压液态冷媒进行分流。蒸发压力调节阀114用于调整蒸发器111支路的压力。
在上述过程中，节流电子膨胀阀109的开度通过控制***来调节，但相关技术中一般仅通过固定的PID控制系数来调整节流电子膨胀阀109的开度，一旦模型失配，不变的控制系数会导致制冷***性能下降，不能达到理想的制冷效果。
针对上述技术问题，本发明实施例提出了一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，包括以下步骤：获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；判断当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；当当前过热度偏差的绝对值小于或等于第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当当前过热度偏差的绝对值大于第一预设值时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数；获取间室的当前温度偏差的绝对值；判断当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；当当前温度偏差的绝对值小于或等于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数；根据当前控制系数的调整系数和当前控制系数确定当前次控制系数，其中，第一预设对应关系和第二预设对应关系通过标定获取。以实现根据间室的温度的不同，和蒸发器过热度偏差的大小来实时调整PID控制系数，从而有利于匹配实时工况调整电子膨胀阀开度，进而提升制冷***性能。
实施例一
图2是本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法流程图。该方法，包括以下步骤：
S101，获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；
可选地，S101获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值包括：
获取蒸发器出口处的制冷剂温度；
获取蒸发器出口压力下的制冷剂饱和气体温度；
根据制冷剂温度和制冷剂饱和气体温度计算蒸发器出口的实际过热度；
根据蒸发器出口的实际过热度和目标过热度获取蒸发器的当前过热度偏差；
根据当前过热度偏差获取当前过热度偏差的绝对值。
也就是说，当前过热度偏差为蒸发器的当前过热度与目标过热度之间的差值。而当前过热度为蒸发器出口处的制冷剂温度与蒸发器出口压力下的制冷剂饱和气体温度之间差值。
S102，判断当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；
S103，当当前过热度偏差的绝对值小于或等于第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当当前过热度偏差的绝对值大于第一预设值时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数；
其中，在一个实施例中，第一预设值可以为20，也就是，蒸发器的当前过热度与目标过热度之间的差值的绝对值小于或等于20时，可以根据第一预设对应关系来确定当前控制系数。需要说明的是，第一预设对应关系可以提前标定获取。具体标定过程为：通过经验法来确定控制系数，以及获取该对应的控制系数下的过热度偏差的绝对值，对不同的控制系数和过热度偏差绝对值来进行多项式拟合，获取第一预设对应关系。
可选的，在第一预设对应关系中，当前控制系数与当前过热度偏差的绝对值呈线性相关关系。
举例来说，拟合获取的第一预设对应关系可以为K′v＝λ|e(k)|+b，其中，λ，b为常数。e(k)为当前过热度偏差，K′v为当前控制系数。可以理解的是，当前控制系数包括比例系数、积分系数和微分系数三种，其中，比例系数满足公式K′pv＝λ1|e(k)|+b1；积分系数系数满足公式K′iv＝λ2|e(k)|+b2；微分系数系数满足公式K′dv＝λ3|e(k)|+b3。在其他的实施例中，第一预设对应关系还可以为其他的拟合形式。
由此，蒸发器的当前过热度与目标过热度之间的差值的绝对值小于或等于20时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数。
当蒸发器的当前过热度与目标过热度之间的差值的绝对值大于20时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数。在一个实施例中，第二预设对应关系中，当前控制系数与第一预设值相关。
其中，第二预设对应关系可以通过标定获取，通过经验法来确定控制系数，以及获取该对应的控制系数下的过热度偏差的绝对值，对不同的控制系数和过热度偏差绝对值来进行多项式拟合。
可以理解的是，第二预设对应关系可以表示为K′v＝20λ+b，其中，λ，b为常数。20为第一预设值，K′v为当前控制系数。当前控制系数包括比例系数、积分系数和微分系数三种，其中，比例系数满足公式K′pv＝20λ1+b1；积分系数系数满足公式K′iv＝20λ2+b2；微分系数系数满足公式K′dv＝20λ3+b3。λ1，b1，λ2，b2，λ3，b3均为常数，在其他的实施例中，第二预设对应关系还可以为其他的拟合形式。在一个具体实施例中，λ1＝-11.47、b1＝-2.29、λ2＝-0.91、b2＝-0.13，λ3＝-0.91、b3＝-0.13。
S104，获取间室的当前温度偏差的绝对值；
可选地，获取间室的当前温度偏差的绝对值包括：
获取间室的当前实测温度；
获取间室的设置温度；
根据当前实测温度和设置温度获取间室的当前温度偏差；
根据当前温度偏差，获取当前温度偏差的绝对值。
可以理解的是，间室的当前实测温度可以由温度传感器获取，间室的设置温度为通过制冷***想要控制得到的目标间室温度。
S105，判断当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；
S106，当当前温度偏差的绝对值小于或等于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数；根据当前控制系数的调整系数和当前控制系数确定当前次控制系数，其中，第一预设对应关系和第二预设对应关系通过标定获取。
其中，第二预设值可以为1.0℃，当当前温度偏差的绝对值小于或等于1.0℃时，说明当前工况接近稳态工况，需要降低电子膨胀阀的开度响应，进而，需要对通过步骤S101至步骤S104获取的当前控制系数进行修正。当当前温度偏差的绝对值大于1.0℃时，说明当前工况为降温工况，需要提高电子膨胀阀的开度响应，此时根据当前控制系数的调整系数为常数1，即通过步骤S101至步骤S104获取的当前控制系数对电子膨胀阀进行控制即可。
可选地，当当前温度偏差的绝对值小于或等于第三预设值时，当前控制系数的调整系数根据第三预设对应关系确定；当当前温度偏差的绝对值大于第三预设值，且小于或等于第二预设值时，当前控制系数的调整系数根据第四预设对应关系确定；其中，第三预设对应关系和第四预设对应关系通过标定获取。
需要说明的是，第三预设值可以为0.5℃，第三预设对应关系中，当前控制系数的调整系数为小于1的常数，第四预设对应关系中，当前控制系数的调整系数与当前温度偏差的绝对值的二次方相关。第三预设对应关系中的调整系数小于第四预设关系中的调整系数的最小值。
也就是说，当当前温度偏差的绝对值小于0.5℃时，可视为稳态工况，需要抑制电子膨胀阀的开度响应，比例系数Kpv＝αK′pv，其中，α为调整系数，α可以为0.0004，K′pv为通过步骤S101至步骤S104获取的当前比例系数。积分系数Kiv＝βK′iv，其中，β为调整系数，β可以为0.0001，K′iv为通过步骤S101至步骤S104获取的当前积分系数。微分系数Kdv＝γK′dv，其中，γ为调整系数，γ可以为0.0004，K′dv为通过步骤S101至步骤S104获取的当前微分系数。
当当前温度偏差的绝对值大于0.5℃，小于1.0℃时，视为接近稳态工况，需要降低电子膨胀阀的开度响应，此时α可以满足α＝0.04ΔT2，β可以满足β＝0.01ΔT2，γ可以满足γ＝0.04ΔT2。
总的来说，当|e(k)|≤20时，K′v＝λ|e(k)|+b；当|e(k)|＞20时，K′v＝20λ+b；当当前温度偏差的绝对值|ΔT|≤1时，Kv＝aK′v；当|ΔT|>1时，Kv＝K′v；当|ΔT|＜0.5时，a<1，a为常数，0.5≤|ΔT|≤1，a＝cΔT2。其中，λ、b、c均为常数，均可以在拟合中获取。
由此，在过热度偏差的绝对值较大时，比如大于20，可以设定当前控制系数的上限值，防止由于当前控制系数过大导致的过热度波动、间室温度波动回温问题。对a设置下限值，避免稳态工况下ΔT过小导致的调节速度过慢问题。
可以理解的是，在其他的实施例中，可以仅对积分系数和比例系数进行调整，而对微分系数不作调整。以降低整体的计算量。
图3是控制系数中积分系数和比例系数与过热度偏差的关系图。图4是控制系数中积分系数和比例系数的调整系数与温度偏差的关系图。从图3和图4中可以看出，在过热度偏差值的绝对值大于20时，积分系数和比例系数均为常数，在过热度偏差值的绝对值小于20时，积分系数和比例系数随着过热度偏差值的大小在波动，并与过热度偏差值线性相关。在温度偏差值的绝对值小于0.5时，调整系数为常数，在温度偏差值的绝对值大于0.5小于1时，调整系数随着温度偏差值波动。并且在温度偏差值的绝对值小于0.5时调整系数为最小。
可以理解的是，在基于上述实施例获取PID控制系数之和，可以通过以下方式来调整电子膨胀阀的开度。设u(k)为电子膨胀阀控制器的开度输出量，其PID算法表达式为：
u(k)＝u(k-1)+ΔKk)
＝u(k-1)+KpΔe(k)+Kie(k)+Kd[Δe(k)-Δe(k-1)]；
上式中：u(k-1)为第k-1次采样时刻的电子膨胀阀开度；Δu(k)为开度增量；Kp为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数；e(k)为第k次采样时刻输入的偏差值；e(k-1)为第k-1次采样时刻输入的偏差值；e(k-2)为第k-2次采样时刻输入的偏差值；Δe(k)为第k次采样时刻输入的偏差值与第k-1次采样时刻输入的偏差值的差值，即Δe(k)＝e(k)-e(k-1)；Δe(k-1)为第k-1次采样时刻输入的偏差值与第k-2次采样时刻输入的偏差值的差值，即Δe(k-1)＝e(k-1)-e(k-2)。k为采样次数。
图5至图10显示了本发明方案样机降温及温度恒定工况下的运行特性。由图5可知，从100℃开始降温到首次到达温度-40℃的时间，定增益A方案为2848s，定增益B方案为1842s，变增益方案为1577s，降温速率分别为2.95℃/min、4.56℃/min、5.33℃/min，由数据可知，变增益方案在降温速率指标方面较前两者分别提升80.6％、16.8％。图6显示了样机接近目标温度时的间室温度超调量情况，定增益A方案和变增益方案间室温度超调量均为0.2℃，定增益B方案间室温度超调量为0.9℃，并出现持续时间超过60min的温度振荡现象。图7是样机到达稳态后的温度波动对比，可以看出，定增益B方案温度波动度为0.3℃，变增益方案与定增益A方案温度波动度均为0.1℃，表明降低PID增益参数，可以在稳态时抑制电子膨胀阀开度响应，增强间室温度抗扰动能力。
从图8电子膨胀阀开度曲线以及图9蒸发器出口过热度曲线上可以更加直观看出。在降温过程中，变增益方案的电子膨胀阀开度能够根据蒸发器出口过热度快速做出调整，使过热度始终保持在目标过热度6±0.8℃范围内，因此可以充分利用蒸发器换热面积实现高效换热，减少降温时间；定增益A方案增益较小，电子膨胀阀开度响应较慢，在降温过程中难以及时调节过热度，导致过热度偏离目标值较大，降温较慢；定增益B方案增益较大，当***接近稳态时，由于此时过热度较为不稳定，会导致控制器频繁调整电子膨胀阀开度，使间室温度出现持续振荡、调整时间长的问题。曲线显示，稳态工况下，变增益方案与定增益A方案对过热度偏差的响应均有所下降，调整变慢，过热度偏离目标值约2℃以上。图10显示了蒸发器出口压力情况，其曲线变化与电子膨胀阀开度调整变化保持较为一致的趋势。其中，A方案和B方案的比例系数分别为-0.5，-70；积分系数分别为-0.01，-0.5；微分系数分别为-0.5，-70。
需要说明的是，图5至图10中的定增益方案A和定增益方案B，为比较方案，即在制冷工况中，PID控制系数均为固定值，而变增益方案为本发明提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法来确定PID控制系数。从图5至图10中可以看出本发明的优势。在降温工况下，可提高电子膨胀阀的开度响应，接近稳态工况，可降低电子膨胀阀的开度响应，在稳态工况下，可抑制电子膨胀阀的开度响应。从而克服了传统PID控制器参数整定大多基于简化的、不变的数学模型，***增益固定，反馈信号单一，当模型失配时，若控制参数仍保持不变，会使制冷***性能下降，导致变工况时难以获得理想的控制效果的问题。此外，也克服了，过热度振荡造成制冷***不稳定现象广泛存在，导致***性能易受外界影响而出现大幅波动的问题。兼顾了大范围变工况和过热度振荡的复杂场景，例如，环境试验箱的动态快速降温及稳态精确控温，有利于匹配不同工况，并且有利于提升制冷***的性能。
实施例二
图11是本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定装置方框示意图。如图11所示，该装置包括：
第一获取模块201，用于获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；
第一判断模块202，用于判断当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；
第一确定模块203，用于当当前过热度偏差的绝对值小于或等于第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；还用于当当前过热度偏差的绝对值大于第一预设值时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数；
第二获取模块204，用于获取间室的当前温度偏差的绝对值；
第二判断模块205，用于判断当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；
第二确定模块206，用于当当前温度偏差的绝对值小于或等于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数；根据当前控制系数的调整系数和当前控制系数确定当前次控制系数，其中，第一预设对应关系和第二预设对应关系通过标定获取。
根据本发明的一个实施例，第一预设对应关系中，当前控制系数与当前过热度偏差的绝对值呈线性相关关系；第二预设对应关系中，当前控制系数与第一预设值相关。
根据本发明的一个实施例，第二确定模块206包括：
第二确定第一子单元，用于当当前温度偏差的绝对值小于或等于第三预设值时，当前控制系数的调整系数根据第三预设对应关系确定；
第二确定第二子单元，用于当当前温度偏差的绝对值大于第三预设值，且小于或等于第二预设值时，当前控制系数的调整系数根据第四预设对应关系确定；
其中，第三预设对应关系和第四预设对应关系通过标定获取。
根据本发明的一个实施例，第三预设对应关系中，当前控制系数的调整系数为小于1的常数，第四预设对应关系中，当前控制系数的调整系数与当前温度偏差的二次方相关。
根据本发明的一个实施例，该装置还包括：第三确定模块，用于当当前温度偏差的绝对值大于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数，当前控制系数的调整系数为常数1。
根据本发明的一个实施例，第一获取模块201包括：
第一获取单元，用于获取蒸发器出口处的制冷剂温度；
第二获取单元，用于获取蒸发器出口压力下的制冷剂饱和气体温度；
第一计算单元，用于根据制冷剂温度和制冷剂饱和气体温度计算蒸发器出口的实际过热度；还用于根据蒸发器出口的实际过热度和目标过热度获取蒸发器的当前过热度偏差；还用于根据所述当前过热度偏差获取所述当前过热度偏差的绝对值。
根据本发明的一个实施例，第二获取模块204包括：
第三获取单元，用于获取间室的当前实测温度；
第四获取单元，用于获取间室的设置温度；
第二计算单元，用于根据当前实测温度和设置温度获取间室的当前温度偏差；还用于根据当前温度偏差获取当前温度的偏差的绝对值。
本发明实施例所提供控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定装置可执行本发明任意实施例所提供的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图12是本发明实施例提出的电子设备的结构示意图。该电子设备10，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
实施例四
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
图12示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图12所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
在一些实施例中，控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的***和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
综上所述，根据本发明实施例提出的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法、装置、设备和介质，其中，方法包括以下步骤：获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；判断当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；当当前过热度偏差的绝对值小于或等于第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当当前过热度偏差的绝对值大于第一预设值时，根据第二预设对应关系确定当前控制系数；获取间室的当前温度偏差的绝对值；判断当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；当当前温度偏差的绝对值小于或等于第二预设值时，获取当前控制系数的调整系数；根据当前控制系数的调整系数和当前控制系数确定当前次控制系数，其中，第一预设对应关系和第二预设对应关系通过标定获取。以实现根据间室的温度的不同，和蒸发器过热度偏差的大小来实时调整PID控制系数，从而有利于匹配实时工况调整电子膨胀阀开度，进而提升制冷***性能。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；
判断所述当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；
当所述当前过热度偏差的绝对值小于或等于所述第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；当所述当前过热度偏差的绝对值大于所述第一预设值时，根据第二预设对应关系确定所述当前控制系数；
获取间室的当前温度偏差的绝对值；
判断所述当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；
当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数；根据所述调整系数和所述当前控制系数确定当前次控制系数，其中，所述第一预设对应关系和所述第二预设对应关系通过标定获取。
2.根据权利要求1的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，所述第一预设对应关系中，所述当前控制系数与所述当前过热度偏差的绝对值呈线性相关关系；所述第二预设对应关系中，所述当前控制系数与所述第一预设值相关。
3.根据权利要求1的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数包括：
当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于第三预设值时，所述当前控制系数的调整系数根据第三预设对应关系确定；
当所述当前温度偏差的绝对值大于所述第三预设值，且小于或等于所述第二预设值时，所述当前控制系数的调整系数根据第四预设对应关系确定；
其中，所述第三预设对应关系和所述第四预设对应关系通过标定获取。
4.根据权利要求3的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，所述第三预设对应关系中，所述当前控制系数的调整系数为小于1的常数，所述第四预设对应关系中，所述当前控制系数的调整系数与当前温度偏差二次方相关。
5.根据权利要求1的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，还包括：当所述当前温度偏差的绝对值大于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数，其中，所述当前控制系数的调整系数为常数1。
6.根据权利要求1的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，所述获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值包括：
获取蒸发器出口处的制冷剂温度；
获取蒸发器出口压力下的制冷剂饱和气体温度；
根据所述制冷剂温度和所述制冷剂饱和气体温度计算蒸发器出口的实际过热度；
根据所述蒸发器出口的实际过热度和目标过热度获取蒸发器的所述当前过热度偏差；
根据所述当前过热度偏差获取所述当前过热度偏差的绝对值。
7.根据权利要求1的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法，其特征在于，所述获取间室的当前温度偏差的绝对值包括：
获取间室的当前实测温度；
获取间室的设置温度；
根据所述当前实测温度和所述设置温度获取间室的所述当前温度偏差；
根据所述当前温度偏差获取所述当前温度的偏差的绝对值。
8.一种控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取蒸发器的当前过热度偏差的绝对值；
第一判断模块，用于判断所述当前过热度偏差的绝对值与第一预设值的大小；
第一确定模块，用于当所述当前过热度偏差的绝对值小于或等于所述第一预设值时，根据第一预设对应关系确定当前控制系数；还用于当所述当前过热度偏差的绝对值大于所述第一预设值时，根据第二预设对应关系确定所述当前控制系数；
第二获取模块，用于获取间室的当前温度偏差的绝对值；
第二判断模块，用于判断所述当前温度偏差的绝对值与第二预设值的大小；
第二确定模块，用于当所述当前温度偏差的绝对值小于或等于所述第二预设值时，获取所述当前控制系数的调整系数；根据所述当前控制系数的调整系数和所述当前控制系数确定当前次控制系数，其中，所述第一预设对应关系和所述第二预设对应关系通过标定获取。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如权利要求1-7中任一项所述的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的控制电子膨胀阀开度的PID控制系数确定方法。
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