一种机房空调冷氟泵智能监控方法及系统与流程

本发明一般地涉及空气调节。更具体地，本发明涉及一种机房空调冷氟泵智能监控方法及系统。

背景技术：

1、计算机机房是一个常年持续发热的场所。氟泵空调是控制计算机机房热负荷的一种节能方式。氟泵空调有压缩机制冷模式和氟泵制冷模式，当室外温度高于室内温度时，氟泵空调的制冷模式为压缩机制冷模式，在压缩机制冷模式下，氟泵停止运行，压缩机正常运行，制冷剂在系统中循环，通过蒸发器吸收室内热量，然后通过冷凝器将热量排放到室外，从而达到降低室内温度的目的。当室外环境温度低于室内温度时，采用氟泵制冷模式，在该种制冷模式下，氟泵通过利用室内外温差，实现制冷剂的循环制冷，该种模式下可以完全利用自然冷源，大大提高能效比。在氟泵制冷模式下，通过调节氟泵的转速，来调节室内的温度。但是现有的对氟泵空调的氟泵的控制方法对氟泵电机转速控制时存在精确度低和鲁棒性较差的问题，进而导致氟泵空调制冷效率低下，温度调节精度不足的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、在第一方面中，本发明提供了一种机房空调冷氟泵智能监控方法，包括：

3、实时采集氟泵入口压力、氟泵出口压力以及氟泵的电源频率，并计算入口压力与出口压力之间的实时压力差；

4、评估预设的pid控制模型的性能；所述pid控制模型用于依据氟泵的实时电源频率与目标电源频率之间的频率偏差对氟泵的电源频率进行控制；

5、响应于所述pid控制模型的性能不符合要求，则利用bp神经网络调节所述pid控制模型的比例调节系数、微分调节系数以及积分调节系数，从而对所述pid控制模型进行优化；

6、依据实时压力差和空调的制冷量需求，调用目标压力差，并计算目标压力差和实时压力差之间的差值；

7、对所述差值进行pid运算，从而获取目标转速；

8、依据目标转速调用氟泵的目标电源频率，并计算氟泵的实时电源频率与目标电源频率之间的频率偏差；

9、依据氟泵的额定电源电压与氟泵的实时电源电压之间的电压差值对所述频率偏差进行补偿，并依据补偿后的频率偏差结合优化后的pid控制模型对氟泵的电源频率进行控制，补偿后的频率偏差与所述电压差值呈正相关。

10、在一个实施例中，评估所述pid控制模型的性能包括：

11、计算pid控制模型的稳态误差、调节时间以及超调量；

12、响应于稳态误差小于稳态误差预设值且调节时间小于调节时间预设值且超调量小于超调量预设值，则初步判定pid控制模型的性能符合要求；

13、响应于初步判定结果为pid控制模型的性能符合要求，计算氟泵的稳定性评价值，所述稳定性评价值p计算表达式为：

14、

15、式中，表示当前次调节前氟泵的电压，表示当前次调节后氟泵的电压，表示当前次调节前流经氟泵的电流，表示当前次调节后流经氟泵的电流；

16、响应于稳定性评价值p大于预设的阈值，则判定pid控制模型的性能符合要求。

17、在一个实施例中，稳态误差预设值取值0.3hz，调节时间预设值取值1s，超调量预设值取值0.2hz。

18、在一个实施例中，所述补偿后的频率偏差计算表达式为：

19、

20、式中，表示补偿后的频率偏差，表示目标电源频率，表示实时电源频率，表示频率偏差补偿量参考值，表示氟泵的电源电压，表示氟泵的额定电源电压。

21、在一个实施例中，还包括：

22、分别计算氟泵入口压力采集值的精确度评价值和氟泵出口压力采集值的精确度评价值；

23、响应于入口压力采集值和出口压力采集值两者中有且仅有一个的精确度评价值小于预设的精确度评价值阈值，对所述压力差进行修正。

24、在一个实施例中，所述精确度评价值计算方法为：

25、设置滑动窗口，在压力采集的过程中，滑动窗口以步长为1向右滑动；

26、对滑动窗口内的压力数据进行拟合，计算滑动窗口内各个压力数据的残差，依据滑动窗口内所有压力数据计算窗口内压力数据的方差；

27、依据滑动窗口内各个压力数据的残差和窗口内压力数据的方差计算窗口中心压力数据的精确度评价值k，该值即为所述精确度评价值，精确度评价值k的计算表达式为：

28、

29、式中，s为窗口内压力数据的方差，为滑动窗口中心的数据参与拟合时滑动窗口内各个数据的残差均值，为滑动窗口中心的数据不参与拟合时滑动窗口内各个数据的残差均值。

30、在一个实施例中，响应于入口压力的精确度评价值小于预设的精确度评价值阈值或出口压力的精确度评价值小于预设的精确度评价值阈值，对所述bp神经网络的学习率进行调节，调节后的学习率f的计算表达式为：

31、

32、式中，表示压力采集值的精确度评价值，表示学习率的初始值。

33、在一个实施例中，对所述压力差进行修正包括：

34、将窗口中心压力数据去除，计算剩余数据的方差；

35、响应于窗口中心压力数据去除前窗口内压力数据的方差大于窗口中心压力数据去除后窗口内压力数据的方差，则判定窗口中心压力数据比实际压力大；反之，则判定窗口中心压力数据比实际压力??；

36、依据窗口中心压力数据去除前后窗口内压力数据的方差之间的大小关系对压力差进行修正，若窗口中心压力数据比实际压力大，则修正后的压力差的计算表达式为：

37、

38、若窗口中心压力数据比实际压力小，则修正后的压力差的计算表达式为：

39、

40、以上各式中，表示修正前的压力差，k表示压力采集值的精确度评价值。

41、在第二方面中，本发明提供了一种机房空调冷氟泵智能监控系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现本发明的机房空调冷氟泵智能监控方法。

42、本发明的技术效果为：本发明的机房空调冷氟泵智能监控方法在采用pid控制模型对氟泵的电机转速进行控制时，不是简单地将目标频率和实时频率的频率偏差输入pid控制模型中对氟泵的电源频率进行控制，而是考虑到了氟泵的实时电源电压与氟泵的额定电源电压之间的差值，并对频率偏差进行补偿，以补偿后的频率偏差为基准对氟泵电源频率进行调节，从而实现更加精准地将氟泵的转速调节至目标转速；此外，本发明的方法在对氟泵进行控制时还实时评估pid控制模型的性能，在pid控制模型的性能不符合要求时利用bp神经网络调节pid控制模型的比例调节系数、微分调节系数以及积分调节系数，从而进一步提高了对氟泵转速的控制精度和控制的鲁棒性；进而提高了氟泵空调的制冷效率和温度调节精度。

43、进一步地，通过分析压力采集值的优劣自适应调整学习率，相较于传统bp神经网络固定大小的学习率，能够在训练的过程中保证寻求最优解的同时加快收敛速度，从而保障pid控制模型的比例调节因子、积分调节因子以及微分调节因子始终维持在最优值附近，进而使得对氟泵电机转速控制更加精准。