空調(diào)系統(tǒng)中ptc電加熱器的功率估算方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算方 法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能空調(diào)中智能用電和用電管理是一個(gè)重要的功能，智能用電和用電管理的前提 是對(duì)空調(diào)的運(yùn)行功率和電量進(jìn)行檢測(cè)。目前，空調(diào)的電量檢測(cè)采用的是電表模塊，電表模塊 成本高，只有高端的空調(diào)產(chǎn)品上才會(huì)用到，無法在普通空調(diào)器上推廣使用，使得智能用電和 用電管理無法得到全面的應(yīng)用。其中阻礙空調(diào)功率和電量檢測(cè)的重要原因是PTC的功率無 法準(zhǔn)確的得到。
[0003] PTC電加熱器應(yīng)用到空調(diào)中，可W有效增加空調(diào)制熱模式下的發(fā)熱量，提高空調(diào)的 制熱性能。因此，PTC已經(jīng)是空調(diào)中的標(biāo)配器件。隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的覺醒，消費(fèi)者對(duì)于家 用電器的耗電量或者運(yùn)行功率變得格外的關(guān)注。PTC是空調(diào)中耗電量較大的器件，如果不能 準(zhǔn)確的知道PTC的實(shí)時(shí)運(yùn)行功率，空調(diào)的耗電量在制熱模式下就沒有辦法得到，除非是增 加電流采樣環(huán)節(jié)，但是該樣就增加了空調(diào)的成本，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的家電行業(yè)，增加成本是不被 允許的，因此，如何通過現(xiàn)有的硬件平臺(tái)，準(zhǔn)確知道PTC的運(yùn)行功率和耗電量仍然是一個(gè)沒 有得到很好解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算方法，該方法能夠在不增加任 何的硬件成本的前提下獲取PTC電加熱器的運(yùn)行功率，節(jié)約了成本，提升了空調(diào)器的競(jìng)爭(zhēng) 力。
[0005] 本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算裝置。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估 算方法，包括W下步驟；通過多個(gè)第一采樣模塊分別一一對(duì)應(yīng)采樣與所述PTC電加熱器的 運(yùn)行功率相關(guān)聯(lián)的多個(gè)第一變量參數(shù)，并對(duì)所述多個(gè)第一變量參數(shù)分別進(jìn)行濾波處理W獲 得多個(gè)第一輸入變量；對(duì)所述多個(gè)第一輸入變量分別進(jìn)行歸一化處理W將所述多個(gè)第一輸 入變量的數(shù)值限定在預(yù)設(shè)值域的范圍內(nèi)；根據(jù)歸一化處理后的多個(gè)第一輸入變量對(duì)所述 PTC電加熱器的運(yùn)行功率進(jìn)行建模W估算出所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值；對(duì) 所述無量綱值進(jìn)行反歸一化處理W獲得所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的估算值。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算方法，不需要額外添加 電流采樣電路，僅利用了現(xiàn)有的采樣模塊，不增加任何的硬件成本，通過建模的方式來獲取 PTC電加熱器的運(yùn)行功率，進(jìn)而可W根據(jù)該運(yùn)行功率獲得空調(diào)器在制熱模式下的耗電情況， 該方法節(jié)約了成本，提升了空調(diào)器的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0008] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括；通過多個(gè)第二采樣模塊分別一一對(duì)應(yīng)采樣與 所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率相關(guān)聯(lián)的多個(gè)第二變量參數(shù)，并對(duì)所述多個(gè)第二變量參數(shù)分 別進(jìn)行濾波處理W獲得多個(gè)第二輸入變量；根據(jù)所述多個(gè)第二輸入變量獲取所述PTC電加 熱器的運(yùn)行功率的偏差補(bǔ)償量，并將所述偏差補(bǔ)償量疊加到所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率 的估算值W對(duì)所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的估算值進(jìn)行補(bǔ)償校正。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)第一變量參數(shù)包括所述空調(diào)系統(tǒng)中的室內(nèi)換 熱器的溫度、風(fēng)機(jī)的功率和所述PTC電加熱器的輸入電壓，所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的 無量綱值根據(jù)W下模型估算得到：
[0010] y=f2( / 巫*fi( /E*u+白1)+白2)，
[0011] 其中，E和0分別為所述模型中輸入變量的權(quán)重參數(shù)向量矩陣，y為所述PTC電 加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值，U為與所述室內(nèi)換熱器的溫度、風(fēng)機(jī)的功率和所述PTC電加 熱器的輸入電壓對(duì)應(yīng)的歸一化處理后的輸入向量，和0 2為所述模型的偏置量，fiO為 輸入向量的處理函數(shù)
〇、0和0為給定的參數(shù)，f2〇 =fi〇為中間 向量的處理函數(shù)。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下公式對(duì)所述無量綱值進(jìn)行反歸一化處理：
[0013]
[0014] 其中，y為所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值，片rt為反歸一化處理后獲得 的所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的估算值，巧苗為所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的最大值， 巧票為所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的最小值。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)第二變量參數(shù)包括室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境 濕度和所述空調(diào)系統(tǒng)中室內(nèi)機(jī)的導(dǎo)風(fēng)條的角度，所述偏差補(bǔ)償量根據(jù)W下公式獲取：
[0016]
[0017] 其中，a1、a2、P1、P2、丫 1、丫 2和^為通過模式識(shí)別法進(jìn)行補(bǔ)償校正的模型參數(shù)， T1、H和A為與所述室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境濕度和所述導(dǎo)風(fēng)條的角度對(duì)應(yīng)的第二輸入變 量，APpT。為所述偏差補(bǔ)償量。
[0018] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估 算裝置，包括：多個(gè)第一采樣模塊，用于分別一一對(duì)應(yīng)采樣與所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率 相關(guān)聯(lián)的多個(gè)第一變量參數(shù)；與所述多個(gè)第一采樣模塊相對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一濾波模塊，所述 多個(gè)第一濾波模塊用于對(duì)所述多個(gè)第一變量參數(shù)分別進(jìn)行濾波處理W獲得多個(gè)第一輸入 變量；多個(gè)歸一化模塊，所述多個(gè)歸一化模塊分別與所述多個(gè)第一濾波模塊一一對(duì)應(yīng)相連， 所述多個(gè)歸一化模塊用于對(duì)所述多個(gè)第一輸入變量分別進(jìn)行歸一化處理W將所述多個(gè)第 一輸入變量的數(shù)值限定在預(yù)設(shè)值域的范圍內(nèi)；估算模塊，用于根據(jù)歸一化處理后的多個(gè)第 一輸入變量對(duì)所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率進(jìn)行建模W估算出所述PTC電加熱器的運(yùn)行功 率的無量綱值；反歸一化模塊，用于對(duì)所述無量綱值進(jìn)行反歸一化處理W獲得所述PTC電 加熱器的運(yùn)行功率的估算值。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算裝置，不需要額外添加 電流采樣電路，僅利用了現(xiàn)有的采樣模塊，不增加任何的硬件成本，估算模塊通過建模的方 式來獲取PTC電加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值，反歸一化模塊50對(duì)該無量綱值進(jìn)行反歸一 化處理W獲得PTC電加熱器的運(yùn)行功率的估算值，進(jìn)而可W根據(jù)該運(yùn)行功率的估算值獲得 空調(diào)器在制熱模式下的耗電情況，該裝置節(jié)約了成本，提升了空調(diào)器的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括；多個(gè)第二采樣模塊，用于分別一一對(duì)應(yīng)采樣與 所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率相關(guān)聯(lián)的多個(gè)第二變量參數(shù)；與所述多個(gè)第二采樣模塊相對(duì) 應(yīng)的多個(gè)第二濾波模塊，所述多個(gè)第二濾波模塊用于對(duì)所述多個(gè)第二變量參數(shù)分別進(jìn)行濾 波處理W獲得多個(gè)第二輸入變量；補(bǔ)償校正模塊，用于根據(jù)所述多個(gè)第二輸入變量獲取所 述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的偏差補(bǔ)償量，并將所述偏差補(bǔ)償量疊加到所述PTC電加熱器 的運(yùn)行功率的估算值W對(duì)所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的估算值進(jìn)行補(bǔ)償校正。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)第一變量參數(shù)包括所述空調(diào)系統(tǒng)中的室內(nèi)換 熱器的溫度、風(fēng)機(jī)的功率和所述PTC電加熱器的輸入電壓，所述估算模塊根據(jù)W下模型估 算所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值：
[0022] y=f2( / 巫*fi( /E*u+白1)+白2)，
[0023] 其中，E和0分別為所述模型中輸入變量的權(quán)重參數(shù)向量矩陣，y為所述PTC電 加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值，U為與所述室內(nèi)換熱器的溫度、風(fēng)機(jī)的功率和所述PTC電加 熱器的輸入電壓對(duì)應(yīng)的歸一化處理后的輸入向量，和0 2為所述模型的偏置量，fiO為 輸入向量的處理函數(shù)
〇、0和口為給定的參數(shù)，f2〇 =fi〇為中間 向量的處理函數(shù)。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述反歸一化模塊根據(jù)W下公式對(duì)所述無量綱值進(jìn)行 反歸一化處理：
[00巧]
[0026] 其中，y為所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的無量綱值，片K為反歸一化處理后獲得 的所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的估算值，巧苗為所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的最大值， 巧?？為所述PTC電加熱器的運(yùn)行功率的最小值。
[0027] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)第二變量參數(shù)包括室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境 濕度和所述空調(diào)系統(tǒng)中室內(nèi)機(jī)的導(dǎo)風(fēng)條的角度，所述補(bǔ)償校正模塊根據(jù)W下公式獲取所述 偏差補(bǔ)償量：
[0028]
[002引其中，a1、a2、P1、P2、丫1、丫2和療為通過模式識(shí)別法進(jìn)行補(bǔ)償校正的模型參數(shù)，T1、H和A為與所述室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)環(huán)境濕度和所述導(dǎo)風(fēng)條的角度對(duì)應(yīng)的第二輸入變 量，APpT。為所述偏差補(bǔ)償量。
【附圖說明】
[0030] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算方法的流程 圖；
[0031] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算裝置的方框 圖；
[0032] 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)中PTC電加熱器的功率估算裝置的方 框圖。
[0033] 附圖標(biāo)記：
[0034] 第一采樣模塊10、第一濾波模塊20、歸一化模塊30、估算模塊40、反歸一化模塊 50、多個(gè)第二采樣模塊60、多個(gè)第二濾波模塊70和補(bǔ)償校正模塊80。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)