提高燃气热泵稳定性的控制系统的制作方法

本发明涉及燃气热泵，具体是指提高燃气热泵稳定性的控制系统。

背景技术：

1、燃气热泵是一种利用燃气作为能源驱动的热泵系统，结合了热泵技术和燃气燃烧技术的优势。其工作原理是通过压缩循环提取低温热源的热量并升温供应给需要加热的系统。燃气热泵具有节能、环保和高效的特点，相比传统的燃气锅炉或电加热设备能更有效地利用能源，减少二氧化碳等温室气体的排放，对环境友好。该技术广泛应用于家庭、商业和工业领域的供暖和热水系统，适用于各种气候条件下的运行。燃气热泵系统由燃气燃烧装置、蒸发器、压缩机、冷凝器以及控制系统等组件组成，通过这些部件实现热源的提供、热量的吸收和释放，以及制冷剂的循环。因此，燃气热泵在能源利用和环境保护方面具有显著的优势，是一种可持续发展的供热技术。

2、目前，尽管燃气热泵作为一种高效节能的供暖系统得到广泛应用，但其分布控制技术和安全监测仍存在不足。在实际运行中，由于分布控制技术不够完善，可能导致系统运行不稳定或效率下降。此外，对燃气热泵的安全监测和应急处理机制也亟需加强，特别是针对潜在的燃气泄漏、压力异常等安全问题，缺乏有效的监测手段和及时的紧急处理措施。为了确保燃气热泵系统的安全稳定运行，需要进一步加强相关技术研究和设备改进，提升系统的自动监测能力和故障应急响应能力，以确保用户的安全和供暖效果。

技术实现思路

1、本发明为解决上述各种问题，提出了分布式控制效果好，具备虚拟传感技术，安全性监测和应急处理效果好的提高燃气热泵稳定性的控制系统。

2、为解决上述的技术问题，本发明提出的技术方案为：提高燃气热泵稳定性的控制系统，包括模型预测模块、自适应控制模块、分布式控制系统模块、数据驱动控制模块、虚拟传感器技术模块、安全监测与应急处理模块；

3、模型预测模块：采用模型预测控制方法，该方法能够通过建立系统动态模型，预测未来一段时间内系统的行为，并优化控制参数，从而实现对系统动态响应的精准控制；

4、自适应控制模块：引入自适应控制算法，使系统能够根据外部环境和内部状态的变化自动调整控制策略，适应不同工况下的控制需求，提高系统稳定性和适应性；

5、分布式控制系统模块：设计分布式控制系统，将系统分解成多个子系统，每个子系统有独立的控制器负责控制，通过信息交互实现整体协同控制，提高系统的鲁棒性和可靠性；

6、数据驱动控制模块：利用大数据和机器学习技术，通过对系统运行数据的分析和学习，实现数据驱动的控制策略优化，提高系统的性能和稳定性；

7、虚拟传感器技术模块：借助虚拟传感器技术，通过对系统内部状态的估计和推断，实现对未测量参数的实时监测与控制，提高系统对未知因素的适应能力；

8、安全监测与应急处理模块：设计完备的安全监测系统，及时发现潜在的安全风险并采取应急处理措施，确保系统在异常情况下能够安全可靠地运行。

9、优选的，所述模型预测模块即mpc，mpc通过在预测时段内寻找最优的控制参数组合，以实现性能指标的最优化，这些控制参数是系统的输入信号，如阀门开度、电机转速，优化的目标包括最小化误差、最大化效率。

10、优选的，所述自适应控制模块通过实时监测的输入和输出，并使用适应性算法来调整控制参数，这些算法可以根据系统的性能指标和误差信号，通过反馈机制来更新控制器的参数，以实现对系统动态特性的自动调节。

11、优选的，所述分布式控制系统模块要求各个子系统能够进行分布式决策，并通过信息交互实现整体协同控制，当系统的某个子系统发生故障或失效时，其他子系统仍然可以继续工作，系统整体性能不会严重受到影响。

12、优选的，所述数据驱动控制模块对系统进行数据采集，获取系统在不同工况下的运行数据，包括传感器数据、执行器数据、环境数据，通过对采集到的数据进行分析，可以揭示系统的运行特性、动态行为和潜在的问题。

13、优选的，所述虚拟传感器技术模块利用系统的内部状态信息和已有传感器数据，通过数学模型和算法进行内部状态的估计和推断，虚拟传感器技术可以进行未来状态的预测，从而实现对未来状态的估计和监测。

14、本发明与现有技术相比优点在于：

15、提高燃气热泵稳定性的控制系统采用了多种先进的控制技术，包括模型预测控制、自适应控制、分布式控制、数据驱动控制、虚拟传感器技术和安全监测与应急处理模块，这些技术的结合可以有效提高系统的稳定性和可靠性。

16、模型预测模块采用了模型预测控制方法，能够通过建立系统动态模型，预测未来一段时间内系统的行为，并优化控制参数，从而实现对系统动态响应的精准控制，有利于提高系统性能指标的最优化。

17、自适应控制模块引入了自适应控制算法，使系统能够根据外部环境和内部状态的变化自动调整控制策略，适应不同工况下的控制需求，提高系统稳定性和适应性。

18、分布式控制系统模块设计了分布式控制系统，将系统分解成多个子系统，通过信息交互实现整体协同控制，提高系统的鲁棒性和可靠性，同时在某个子系统发生故障时，其他子系统仍然可以继续工作，确保系统整体性能不会严重受到影响。

19、数据驱动控制模块利用大数据和机器学习技术，通过对系统运行数据的分析和学习，实现数据驱动的控制策略优化，揭示系统的运行特性、动态行为和潜在问题，有利于提高系统的性能和稳定性。

20、虚拟传感器技术模块利用系统的内部状态信息和已有传感器数据，通过数学模型和算法进行内部状态的估计和推断，实现对未测量参数的实时监测与控制，提高系统对未知因素的适应能力。

技术特征：

1.提高燃气热泵稳定性的控制系统，其特征在于：包括模型预测模块、自适应控制模块、分布式控制系统模块、数据驱动控制模块、虚拟传感器技术模块、安全监测与应急处理模块；

2.根据权利要求1所述的提高燃气热泵稳定性的控制系统，其特征在于：所述模型预测模块即mpc，mpc通过在预测时段内寻找最优的控制参数组合，以实现性能指标的最优化，这些控制参数是系统的输入信号，如阀门开度、电机转速，优化的目标包括最小化误差、最大化效率。

3.根据权利要求1所述的提高燃气热泵稳定性的控制系统，其特征在于：所述自适应控制模块通过实时监测的输入和输出，并使用适应性算法来调整控制参数，这些算法可以根据系统的性能指标和误差信号，通过反馈机制来更新控制器的参数，以实现对系统动态特性的自动调节。

4.根据权利要求1所述的提高燃气热泵稳定性的控制系统，其特征在于：所述分布式控制系统模块要求各个子系统能够进行分布式决策，并通过信息交互实现整体协同控制，当系统的某个子系统发生故障或失效时，其他子系统仍然可以继续工作，系统整体性能不会严重受到影响。

5.根据权利要求1所述的提高燃气热泵稳定性的控制系统，其特征在于：所述数据驱动控制模块对系统进行数据采集，获取系统在不同工况下的运行数据，包括传感器数据、执行器数据、环境数据，通过对采集到的数据进行分析，可以揭示系统的运行特性、动态行为和潜在的问题。

6.根据权利要求1所述的提高燃气热泵稳定性的控制系统，其特征在于：所述虚拟传感器技术模块利用系统的内部状态信息和已有传感器数据，通过数学模型和算法进行内部状态的估计和推断，虚拟传感器技术可以进行未来状态的预测，从而实现对未来状态的估计和监测。

技术总结本发明涉及燃气热泵技术领域，公开了提高燃气热泵稳定性的控制系统，模型预测模块：采用模型预测控制方法；自适应控制模块：引入自适应控制算法，提高系统稳定性和适应性；分布式控制系统模块：设计分布式控制系统，提高系统的鲁棒性和可靠性；数据驱动控制模块：利用大数据和机器学习技术，提高系统的性能和稳定性；虚拟传感器技术模块：借助虚拟传感器技术，提高系统对未知因素的适应能力；安全监测与应急处理模块：设计完备的安全监测系统。本发明的优点在于：分布式控制效果好，具备虚拟传感技术，安全性监测和应急处理效果好。技术研发人员：王炳鹏受保护的技术使用者：绿诺智能环境（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30