本申請(qǐng)涉及環(huán)境感知，尤其涉及一種多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、散熱風(fēng)扇系統(tǒng)面臨著越來(lái)越復(fù)雜的工作環(huán)境，具有多溫度傳感器和可變轉(zhuǎn)速功能的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)表現(xiàn)出輸入復(fù)雜性和高非線性度，從而導(dǎo)致精確控制難題。傳統(tǒng)散熱系統(tǒng)采用單一控制模式和保守控制策略，無(wú)法有效適應(yīng)多變的環(huán)境條件，難以在保證散熱效果的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源效率最優(yōu)化。溫度、濕度、氣壓等環(huán)境參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化對(duì)散熱效率產(chǎn)生顯著影響，而現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏對(duì)這些參數(shù)的綜合感知和響應(yīng)能力，導(dǎo)致控制精度低下和能源浪費(fèi)。

2、未知的環(huán)境參數(shù)變化和無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的氣候波動(dòng)帶來(lái)了額外挑戰(zhàn)，進(jìn)一步復(fù)雜化了散熱系統(tǒng)的自適應(yīng)控制問(wèn)題。傳統(tǒng)散熱方案通常依賴于簡(jiǎn)單的溫度閾值觸發(fā)或固定轉(zhuǎn)速控制，無(wú)法根據(jù)復(fù)雜的多維環(huán)境參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。在極端氣候條件下，這些系統(tǒng)要么提供過(guò)度冷卻導(dǎo)致能源浪費(fèi)，要么散熱不足造成設(shè)備過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)，缺乏根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境條件進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化的能力。此外，現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度的協(xié)同控制，如風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)向角度、散熱效率等多變量的綜合優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置，進(jìn)而解決了傳統(tǒng)散熱系統(tǒng)對(duì)空間溫度分布和濕度變化不敏感的問(wèn)題，顯著提高了在不同濕度條件下的散熱控制精度。

2、本申請(qǐng)第一方面提供了一種多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，所述多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法包括：

3、采集多點(diǎn)溫度、濕度和氣壓數(shù)據(jù)并進(jìn)行濾波處理，得到環(huán)境狀態(tài)向量；

4、根據(jù)所述環(huán)境狀態(tài)向量執(zhí)行多自由度散熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，得到線性化狀態(tài)空間模型；

5、基于所述線性化狀態(tài)空間模型進(jìn)行溫度梯度估計(jì)和濕度補(bǔ)償，得到自適應(yīng)控制律；

6、將所述自適應(yīng)控制律輸入無(wú)模型自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制器，得到滾動(dòng)優(yōu)化控制序列；

7、基于氣候條件對(duì)所述滾動(dòng)優(yōu)化控制序列進(jìn)行權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整和散熱效率分層預(yù)測(cè)控制，生成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制和風(fēng)向調(diào)節(jié)執(zhí)行信號(hào)。

8、本申請(qǐng)第二方面提供了一種多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化裝置，所述多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化裝置包括：

9、采集模塊，用于采集多點(diǎn)溫度、濕度和氣壓數(shù)據(jù)并進(jìn)行濾波處理，得到環(huán)境狀態(tài)向量；

10、建模模塊，用于根據(jù)所述環(huán)境狀態(tài)向量執(zhí)行多自由度散熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，得到線性化狀態(tài)空間模型；

11、補(bǔ)償模塊，用于基于所述線性化狀態(tài)空間模型進(jìn)行溫度梯度估計(jì)和濕度補(bǔ)償，得到自適應(yīng)控制律；

12、控制模塊，用于將所述自適應(yīng)控制律輸入無(wú)模型自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制器，得到滾動(dòng)優(yōu)化控制序列；

13、生成模塊，用于基于氣候條件對(duì)所述滾動(dòng)優(yōu)化控制序列進(jìn)行權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整和散熱效率分層預(yù)測(cè)控制，生成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制和風(fēng)向調(diào)節(jié)執(zhí)行信號(hào)。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有以下有益效果：本申請(qǐng)通過(guò)分布式感知網(wǎng)絡(luò)采集多點(diǎn)溫度、濕度和氣壓數(shù)據(jù)，并進(jìn)行濾波、平滑和異常值檢測(cè)處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜環(huán)境的精確感知，為散熱系統(tǒng)提供全面準(zhǔn)確的環(huán)境狀態(tài)信息，顯著提高了環(huán)境感知精度。本申請(qǐng)建立的多自由度散熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型包含風(fēng)扇溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)向角度、散熱效率和冷卻目標(biāo)溫度的完整動(dòng)力學(xué)方程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)散熱系統(tǒng)全面準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)描述，通過(guò)溫度梯度估計(jì)器和濕度補(bǔ)償輔助信號(hào)設(shè)計(jì)，本申請(qǐng)解決了傳統(tǒng)散熱系統(tǒng)對(duì)空間溫度分布和濕度變化不敏感的問(wèn)題，顯著提高了在不同濕度條件下的散熱控制精度。采用動(dòng)態(tài)線性模型和遞歸廣義最小二乘法，本申請(qǐng)將復(fù)雜的非線性氣候適應(yīng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為可求解的優(yōu)化問(wèn)題，確保了控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，本申請(qǐng)通過(guò)氣候條件函數(shù)和動(dòng)態(tài)權(quán)重更新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同氣候工況的精確識(shí)別和控制參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整，使散熱系統(tǒng)能夠智能應(yīng)對(duì)各種環(huán)境變化，保證系統(tǒng)參數(shù)始終保持在安全邊界內(nèi)。采用策略層、協(xié)調(diào)層和執(zhí)行層的三級(jí)分層控制結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)了從長(zhǎng)期目標(biāo)到實(shí)時(shí)執(zhí)行的完整控制閉環(huán)，并通過(guò)專家規(guī)則庫(kù)和決策樹(shù)算法保證了在極端氣候條件下的系統(tǒng)可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述采集多點(diǎn)溫度、濕度和氣壓數(shù)據(jù)并進(jìn)行濾波處理，得到環(huán)境狀態(tài)向量，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述環(huán)境狀態(tài)向量執(zhí)行多自由度散熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，得到線性化狀態(tài)空間模型，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述基于所述線性化狀態(tài)空間模型進(jìn)行溫度梯度估計(jì)和濕度補(bǔ)償，得到自適應(yīng)控制律，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述將所述自適應(yīng)控制律輸入無(wú)模型自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制器，得到滾動(dòng)優(yōu)化控制序列，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述基于氣候條件對(duì)所述滾動(dòng)優(yōu)化控制序列進(jìn)行權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整和散熱效率分層預(yù)測(cè)控制，生成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制和風(fēng)向調(diào)節(jié)執(zhí)行信號(hào)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述氣候自適應(yīng)修正函數(shù)和散熱效率執(zhí)行分層預(yù)測(cè)控制，生成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制和風(fēng)向調(diào)節(jié)執(zhí)行信號(hào)，包括：

8.一種多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化裝置，其特征在于，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法，所述多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化裝置包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及環(huán)境感知技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種多氣候自適應(yīng)環(huán)境感知散熱風(fēng)扇系統(tǒng)的優(yōu)化方法及裝置，該方法包括：采集多點(diǎn)溫度、濕度和氣壓數(shù)據(jù)并進(jìn)行濾波處理，得到環(huán)境狀態(tài)向量；根據(jù)環(huán)境狀態(tài)向量執(zhí)行多自由度散熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，得到線性化狀態(tài)空間模型；基于線性化狀態(tài)空間模型進(jìn)行溫度梯度估計(jì)和濕度補(bǔ)償，得到自適應(yīng)控制律；將自適應(yīng)控制律輸入無(wú)模型自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制器，得到滾動(dòng)優(yōu)化控制序列；基于氣候條件對(duì)滾動(dòng)優(yōu)化控制序列進(jìn)行權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整和散熱效率分層預(yù)測(cè)控制，生成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制和風(fēng)向調(diào)節(jié)執(zhí)行信號(hào)，進(jìn)而解決了傳統(tǒng)散熱系統(tǒng)對(duì)空間溫度分布和濕度變化不敏感的問(wèn)題，提高了在不同濕度條件下的散熱控制精度。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭志嘉,曹一盟,梁峰,方升衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳華夏恒泰電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15