中南大学曹原获国家专利权
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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种基于扰动抑制的供热解耦控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120578252B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511072094.8,技术领域涉及:G05D27/02;该发明授权一种基于扰动抑制的供热解耦控制方法及系统是由曹原;雷琪;刘子健;王春生设计研发完成,并于2025-08-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于扰动抑制的供热解耦控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于扰动抑制的供热解耦控制方法及系统,包括:建立基于Koopman算子理论的换热站系统的高维线性模型;基于所述换热站系统的高维线性模型,通过模型预测控制方法计算KoopmanMPC控制器输出的控制率;基于所述换热站系统的高维线性模型,将耦合作用等价为Koopman状态观测器输出的扰动补偿值;将所述扰动补偿值与所述控制率结合,得到最终的解耦控制率,从而得到换热站系统的温度控制回路和流量控制回路的解耦控制器。本发明解决了换热站温度和流量调控相互耦合导致的调控速度慢、调控效果差,以及解耦难度大的问题。
本发明授权一种基于扰动抑制的供热解耦控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于扰动抑制的供热解耦控制方法,其特征在于,包括: S1、建立基于Koopman算子理论的换热站系统的高维线性模型; S2、基于所述换热站系统的高维线性模型,通过模型预测控制方法计算KoopmanMPC控制器输出的控制率; S3、基于所述换热站系统的高维线性模型,将耦合作用等价为Koopman状态观测器输出的扰动补偿值; 所述S3包括: 令状态空间方程形式: 系统状态以及扰动采用如下基于Koopman算子的高维状态观测器进行估计: 其中,表示对高维状态的观测值,表示观测器增益,表示未进行扰动补偿的控制率,表示观测器的输出,令观测器的状态误差为: 可得: 其中,令扰动估计值为: 则: 则等价输入估计值的最小方差解为: 其中,则求解得到扰动补偿值; S4、将所述扰动补偿值与所述控制率结合,得到最终的解耦控制率,从而得到换热站系统的温度控制回路和流量控制回路的解耦控制器; 所述换热站系统的温度控制回路和流量控制回路的解耦控制率均为:; 所述换热站系统的温度控制回路和流量控制回路的解耦控制器分别为: 温度控制回路的解耦控制器:将温度设定值x1t输入MPC控制器,KoopmanMPC控制器的输出减去扰动估计器输出的扰动补偿值后输入加压泵的变频控制板,从而控制输出的二次侧的供回水温度y1t,将反馈的供回水温度y1t输出至Koopman状态观测器和KoopmanMPC控制器,Koopman状态观测器根据反馈的供回水温度y1t输出至扰动估计器和KoopmanMPC控制器; 流量控制回路的解耦控制器:将流量设定值x2t输入MPC控制器,KoopmanMPC控制器的输出减去扰动估计器输出的扰动补偿值后输入循环泵的变频控制板,从而控制输出的二次侧的循环水流量y2t,将反馈的循环水流量y2t输出至Koopman状态观测器和KoopmanMPC控制器,Koopman状态观测器根据反馈的循环水流量y2t输出至扰动估计器和KoopmanMPC控制器。
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