压缩式制冷系统预测自抗扰控制

• 作者: 李冬辉 高亚男
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 压缩式制冷系统 自抗扰控制 Smith预估控制 扩张状态观测器
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 页码范围: 98-105,120
• 页数: 9页
• 分类号: TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb202011012

摘要

针对压缩式制冷系统在运行过程中存在的大时滞、强耦合以及外部干扰等问题,提出一种基于有限时间扩张状态观测器的预测自抗扰控制策略.通过对压缩式制冷系统进行模型辨识,得到双输入双输出的传递函数矩阵.采用Smith预估控制器对制冷系统的实际输出进行预测,减少运行过程中时滞特性的影响.通过串联解耦控制器,将制冷系统解耦为两个单输入单输出系统.为了提高系统的抗干扰能力和响应速度,提出一种有限时间收敛的扩张状态观测器,并通过构造Lyapunov函数证明了其有限时间收敛性.采用有限时间收敛的扩张状态观测器和控制律对解耦后的系统进行状态估计和扰动补偿,并利用比例控制器进行控制,进而实现过热度和蒸发温度的独立控制.将所提控制策略与基于线性扩张状态观测器的预测自抗扰控制策略进行比较.仿真结果表明,所提控制策略使得调节时间减少50％左右,动态降落减少30％左右,且在参数摄动时具有良好的鲁棒性.实验结果表明,所提控制策略使得调节时间减少30％左右,动态降落减少12％左右,制冷系统的动态性能和抗干扰性能得到有效提高.