本发明专利技术公开了一种热水器恒温控制方法、装置及热水器，该方法包括：获取热水器的运行参数；根据运行参数确定采样时刻的实时功率理论值；基于能量守恒原则建立水温控制数学模型；根据水流参数及水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型；基于位置式PID控制模型及滞后补偿模型对设置温度与出水温度之间的温度差值进行处理，得到功率控制输出值；根据功率控制输出值与实时功率理论值确定目标功率值；根据目标功率值驱动加热模块执行加热。本发明专利技术通过建立水温控制数学模型，推导得到PID控制和滞后补偿模型，将PID控制和滞后补偿模型结合实时功率理论值得到加热的目标功率值，提升出水温度的稳定性和鲁棒性，缩短响应时间。响应时间。响应时间。
【技术实现步骤摘要】
热水器恒温控制方法、装置及热水器
[0001]本专利技术涉及热水器加热控制
，尤其涉及一种热水器恒温控制方法、装置及热水器。
技术介绍
[0002]即热式热水器是一种通过电子加热器件快速加热流水的装置，即热式热水器具有出水保持恒温、加热速度快的优点，广泛应用于日常洗涤、洗浴等场景。
[0003]影响即热式热水器出水性能的关键在于恒温计算，在出水温度跟设置温度出现温差后，利用恒温算法修正温差，并保证修正的效果能够持续。
[0004]现有的热水器恒温算法，通常直接采用逻辑计算或者采用PID控制算法进行恒温控制，现有的纯逻辑计算方式，根据每次的计算偏差进行恒温控制，其存在的问题在于，控制响应速度慢，且计算结果不准确，只在存在计算偏差时才启动恒温控制，恒温效果较差；现有的PID控制算法，通过温差值对PID算法参数调试修正，其参数修正速度慢，对温度变化反应速度慢，导致超调较大，影响恒温效果。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种热水器恒温控制方法，解决了现有恒温控制算法对水温变化响应速度慢、恒温效果差的问题，有利于提高调节响应速度，改善恒温效果。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种热水器恒温控制方法，包括以下步骤：
[0007]获取热水器的运行参数，所述运行参数包括设置温度、进水温度、出水温度、水流参数和电压参数；
[0008]根据所述运行参数确定采样时刻的实时功率理论值；
[0009]基于能量守恒原则建立水温控制数学模型；
[0010]根据所述水流参数及所述水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型；
[0011]基于所述位置式PID控制模型及所述滞后补偿模型对所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值进行处理，得到功率控制输出值；
[0012]根据所述功率控制输出值与所述实时功率理论值确定目标功率值；
[0013]根据所述目标功率值驱动加热模块执行加热。
[0014]可选地，所述热水器恒温控制方法还包括以下步骤：根据所述设置温度、所述出水温度及所述水流参数确定功率控制模糊值；根据所述功率控制模糊值对所述功率控制输出值进行修正，得到功率控制修正输出值；采用所述功率控制修正输出值替代所述功率控制输出值，与所述实时功率理论值确定所述目标功率值。
[0015]可选地，所述根据所述设置温度、所述出水温度及所述水流参数确定功率控制模糊值，包括以下步骤：基于水流大小及温差大小建立预设模糊值表；获取所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值及进水流量；基于所述进水流量及所述温度差值对所述预设模
糊值表进行查表，确定所述功率控制模糊值。
[0016]可选地，所述根据所述运行参数确定采样时刻的实时功率理论值，包括以下步骤：根据所述电压参数确定实时功率系数；根据所述实时功率系数、所述设置温度、所述进水温度及所述水流参数确定实时功率理论值。
[0017]可选地，根据所述水流参数及所述水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型，包括以下步骤：根据所述水流参数调节所述水温控制数学模型的参数，得到实时水温控制数学模型；根据所述实时水温控制数学模型确定所述滞后补偿模型；基于所述水流参数调节位置式PID控制的参数，根据参数调节结果确定所述位置式PID控制模型。
[0018]可选地，基于所述位置式PID控制模型及所述滞后补偿模型对所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值进行处理，得到功率控制输出值，包括以下步骤：基于所述滞后补偿模型获取所述设置温度与所述出水温度之间的预估偏差函数；获取所述设置温度与所述出水温度之间的实际温度差值；根据所述实际温度差值与所述预估偏差函数确定预估温度差值；所述位置式PID控制模型根据所述预估温度差值确定所述功率控制输出值。
[0019]可选地，所述热水器恒温控制方法还包括以下步骤：获取预设单步限幅值；判断所述目标功率值是否超过所述预设单步限幅值；若所述目标功率值超过所述预设单步限幅值，则采用所述预设单步限幅值替代所述目标功率值，驱动加热模块执行加热。
[0020]可选地，所述热水器恒温控制方法还包括以下步骤：根据所述设置温度和/或所述进水温度的变化量确定第一增量式PID控制模型；根据所述水流参数的变化量确定第二增量式PID控制模型；所述第一增量式PID控制模型用于对所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值进行处理，得到第一补偿功率控制输出值；所述第二增量式PID控制模型用于对所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值进行处理，得到第二补偿功率控制输出值；基于预设神经网络模型对所述功率控制输出值、所述第一补偿功率控制输出值及所述第二补偿功率控制输出值进行加权求和，得到组合功率输出值；采用所述组合功率输出值替代所述功率控制输出值，与所述实时功率理论值确定目标功率值。
[0021]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种热水器恒温控制装置，包括：
[0022]检测单元，用于获取热水器的运行参数，所述运行参数包括设置温度、进水温度、出水温度、水流参数和电压参数；
[0023]理论计算单元，用于根据所述运行参数确定采样时刻的实时功率理论值；
[0024]模型获取单元，用于基于能量守恒原则建立水温控制数学模型，根据所述水流参数及所述水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型，并基于所述位置式PID控制模型及所述滞后补偿模型对所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值进行处理，得到功率控制输出值；
[0025]功率修正单元，用于根据所述功率控制输出值与所述实时功率理论值确定目标功率值；
[0026]加热驱动单元，用于根据所述目标功率值驱动加热模块执行加热。
[0027]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种热水器，包括：上述热水器恒温控制装置。
[0028]本专利技术实施例提供的热水器，设置热水器恒温控制装置，该装置执行热水器恒温控制方法，通过获取热水器的水流量、设置温度、进水温度和出水温度，根据水流量、设置温度、进水温度和出水温度确定采样时刻的实时功率理论值；基于能量守恒原则建立水温控
制数学模型；根据水流参数及水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型，并基于位置式PID控制模型及滞后补偿模型对设置温度与出水温度之间的温度差值进行处理，得到功率控制输出值；根据功率控制输出值与实时功率理论值确定目标功率值，以及根据目标功率值驱动加热模块执行加热，解决了现有恒温控制算法对水温变化响应速度慢、恒温效果差的问题，有利于提高功率调节的响应速度，提升出水温度的稳定性和鲁棒性，改善恒温效果。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例一提供的一种热水器恒温控制方法的流程图；
[0030]图2是本专利技术实施例一提供的一种热水器恒温控制方法的控制原理示意图；
[0031]图3是本专利技术实施例二提供的一种热水器恒温控制方法的流程图；
[0032]图4是本专利技术实施例三提供的一种热水器恒温控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热水器恒温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取热水器的运行参数，所述运行参数包括设置温度、进水温度、出水温度、水流参数和电压参数；根据所述运行参数确定采样时刻的实时功率理论值；基于能量守恒原则建立水温控制数学模型；根据所述水流参数及所述水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型；基于所述位置式PID控制模型及所述滞后补偿模型对所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值进行处理，得到功率控制输出值；根据所述功率控制输出值与所述实时功率理论值确定目标功率值；根据所述目标功率值驱动加热模块执行加热。2.根据权利要求1所述的热水器恒温控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据所述设置温度、所述出水温度及所述水流参数确定功率控制模糊值；根据所述功率控制模糊值对所述功率控制输出值进行修正，得到功率控制修正输出值；采用所述功率控制修正输出值替代所述功率控制输出值，与所述实时功率理论值确定所述目标功率值。3.根据权利要求2所述的热水器恒温控制方法，其特征在于，所述根据所述设置温度、所述出水温度及所述水流参数确定功率控制模糊值，包括以下步骤：基于水流大小及温差大小建立预设模糊值表；获取所述设置温度与所述出水温度之间的温度差值及进水流量；基于所述进水流量及所述温度差值对所述预设模糊值表进行查表，确定所述功率控制模糊值。4.根据权利要求1所述的热水器恒温控制方法，其特征在于，所述根据所述运行参数确定采样时刻的实时功率理论值，包括以下步骤：根据所述电压参数确定实时功率系数；根据所述实时功率系数、所述设置温度、所述进水温度及所述水流参数确定实时功率理论值。5.根据权利要求1所述的热水器恒温控制方法，其特征在于，根据所述水流参数及所述水温控制数学模型确定位置式PID控制模型和滞后补偿模型，包括以下步骤：根据所述水流参数调节所述水温控制数学模型的参数，得到实时水温控制数学模型；根据所述实时水温控制数学模型确定所述滞后补偿模型；基于所述水流参数调节位置式PID控制参数，根据参数调节结果确定所述位置式PID控制模型。6.根据权利要求1所述的热水器恒温控制方法，其特征在于，基于所述位置式PID控制模型及所述滞后补偿模型对所述设置温度与所述出水温度之间的温...
【专利技术属性】
技术研发人员：李迅，陈小雷，李伟民，吴玉文，张清华，谢堂健，
申请(专利权)人：海尔智家股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。