表冷器热工建模及其无模型自适应预测控制研究

作     者：邓卫卫 兰佛荣 吴忠云 陈镕 陈盛炜 

作者机构：龙岩烟草工业有限责任公司 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2025年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家科技部重点研发计划(2018YFB1700803) 龙岩烟草工业有限责任公司项目(LC020301001) 

主　　题：机理模型 开普勒算法 准则函数 冷冻水阀门 综合能效 

摘      要：表冷器的热工计算中，露点温度一般都是凭经验估算，而且传统控制器无法对露点温度进行预测控制。针对这些情况，提出了表冷器的开普勒优化建模与无模型自适应预测控制方法。首先，采用开普勒算法自动搜索露点温度，建立了表冷器热工机理模型；其次，改造了无模型自适应预测控制器的准则函数，将从机理模型得到的制冷量和热交换效率作为影响因素对准则函数进行加权，并采用迭代步数和总步数之比的指数函数动态调整误差和能耗的比例系数，实现了表冷器的节能控制；最后，利用这种改进的控制器对表冷器冷冻水流量阀门开度进行调节。仿真实验表明，建立的热工机理模型综合能效平均提高了2%；控制系统的跟踪性和节能性也得到了提高，达到了设定的温度，超调量和稳态误差分别下降了2.49%和5%，也提高了空调表冷器运行能效，冷冻水阀门开度平均减少了4%，改善了控制性能和热交换效率。