專利名稱：電纜載流量循環(huán)加熱試驗中基于符號判別的溫度控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電カ電纜測試技術，特別涉及ー種電纜載流量循環(huán)加熱試驗中基于符號判別的溫度控制方法。
背景技術：
電カ電纜測試中，電纜的載流量-溫度關系直接反應了電纜的工作特性和實際允許的載流能力。根據(jù)國際電エ委員會IEC60364標準規(guī)定，絕緣體材料為聚氯こ烯(PVC)的電纜，導體溫度限為70°C ;交聯(lián)聚こ烯(XPLE)和こ烯-丙烯復合膏(EPR)電纜，導體溫度限為90°C ;礦物不緊靠的裸電纜，導體溫度限為105°C。針對不同類型的電纜實施快速的載流量循環(huán)加熱試驗，達到電纜允許的溫度上限并維持至少2個小時成為當前電纜參數(shù)測試中的主要內容。在以往的測試中，科研機構多采用以IEC60287標準中規(guī)定的額定載流量計算公式或其變形公式計算出的電流值作為參考，手動調節(jié)電纜加載電流值從而實現(xiàn)電纜溫度逐步穩(wěn)定到設定溫度的方法，調節(jié)、計算過程復雜、繁瑣，試驗過程易受人員和環(huán)境的影響，長時穩(wěn)定效果和控制精度不高，不同溫度的調整值改變十分困難。專利申請?zhí)朇N200810048229. 7公開了ー種電カ電纜導體溫度自動跟蹤和控制方法，通過計算溫度變化率、溫度穩(wěn)定特征、根據(jù)電流設定值獲得電流調整幅度，達到溫度跟蹤的目的。該方法在一定程度上實現(xiàn)了電纜加熱過程中溫度控制的自動化，但沒有考慮測量過程中的噪聲干擾和目標電流修改的機制和修改幅度的一般性，控制過程魯棒性不足，溫度穩(wěn)定的過渡時間較長。發(fā)明專利申請?zhí)朇N200910192506. 6公開了ー種電纜載流量的確定方法及確定裝置，通過設定電纜導體電流、溫度的初始值，計算導體的最終穩(wěn)定溫度，通過不斷迭代修正電流、溫度值，最終達到穩(wěn)定的溫度上限，實現(xiàn)電纜載流量的確定。該方法雖然對電纜實際允許載流量的確定提供了可操作的試驗方法，但其控制過程依然是ー種溫度嘗試逼近的過程，整個溫度調節(jié)時間過長。

發(fā)明內容
本發(fā)明是針對電纜載流量循環(huán)加熱試驗中溫度穩(wěn)定時間長、控制精度不高的問題，提出了ー種電纜載流量循環(huán)加熱試驗中基于符號判別的溫度控制方法，是ー種電纜載流量循環(huán)加熱試驗中快速的溫度穩(wěn)定控制方法，提取測量過程中反映溫度變化趨勢的特征參數(shù)，利用其符號特性做出溫度控制決策，實現(xiàn)快速的溫度穩(wěn)定控制，提高控制過程的魯棒性，降低溫度控制過程中的遲滯、超調和震蕩現(xiàn)象。本發(fā)明的技術方案為ー種電纜載流量循環(huán)加熱試驗中基于符號判別的溫度控制方法，具體包括如下步驟
1)根據(jù)電纜種類，調用初始參數(shù)設定子程序，在初始參數(shù)設定子程序中設定目標溫度，電纜截面積，電纜最大承受電流，電纜最小分辨電流，循環(huán)次數(shù)，升溫時間，降溫時間，根據(jù)電纜截面積選擇電流系數(shù)，初始參數(shù)設定結束； 2)循環(huán)加熱開始按鍵狀態(tài)判斷，如果沒有開始，等待；開始則進入下一歩；3)調用AD數(shù)據(jù)采集及濾波子程序，采集數(shù)個瞬時溫度取平均得到中值濾波結果，作為溫度輸入信號使用；采集數(shù)個瞬時電流取平均得到中值濾波結果，作為電流輸入信號，AD米集結束；
4)調用符號量提取子程序，設定溫度的符號量判斷閾值；設定溫度斜率的符號量判斷閾值；設定電流的符號量判斷閾值；設定電流斜率的符號量判斷閾值，根據(jù)公式I運算，
公式I為
權利要求
1.ー種電纜載流量循環(huán)加熱試驗中基于符號判別的溫度控制方法，其特征在于，具體包括如下步驟 .1)根據(jù)電纜種類，調用初始參數(shù)設定子程序，在初始參數(shù)設定子程序中設定目標溫度，電纜截面積，電纜最大承受電流，電纜最小分辨電流，循環(huán)次數(shù)，升溫時間，降溫時間，根據(jù)電纜截面積選擇電流系數(shù)，初始參數(shù)設定結束； .2)循環(huán)加熱開始按鍵狀態(tài)判斷，如果沒有開始，等待；開始則進入下一歩； .3)調用AD數(shù)據(jù)采集及濾波子程序，采集數(shù)個瞬時溫度取平均得到中值濾波結果，作為溫度輸入信號使用；采集數(shù)個瞬時電流取平均得到中值濾波結果，作為電流輸入信號，AD米集結束； .4)調用符號量提取子程序，設定溫度的符號量判斷閾值；設定溫度斜率的符號量判斷閾值；設定電流的符號量判斷閾值；設定電流斜率的符號量判斷閾值，根據(jù)公式I運算， 公式I為 i +,X > Vsei + ΔSIGN(X) = I O, Vset — Δ< X < ￥set + Δ (,X < Vset — Δ 其中，X為特征信息變化量，Vset為設定值，為設定值的閾值；“+”表示特征信息大于 Δ設定值的上限，“O”表示特征信息處于設定值的上下限范圍內，“-”表示特征信息小于設定值的下限；通過公式I得到溫度斜率符號、目標溫度符號、電流斜率符號、目標電流符號，分另Ij為SIGN(V) ,SlGN(Ti) ,SlGNCI1OJIGN(Ii), .5)調用符號量判斷子程序，根據(jù)公式2進行調壓器電機動作符號獲取， 公式2為OUT(M) = JudgeMotor[input( SIGN(TZ) ,SIGN(Ti) ,SIGNClO-SIGN(Ii))]， 具體運算過程采用公式3中的三個運算映射完成， 公式3為OUT (M)=+=JudgeMotor[ (*，*，*，-)]OUT (M)=-=JudgeMotor[(*，*，*，+)]OUT (M)=O=JudgeMotor[(*，*，*，0)] 根據(jù)OUT(M)的輸出符號，得到電機的立即動作方式，其中，OUT(M) =+，電機正轉；OUT(M)=-,電機反轉；0UT (M)=0，電機停止，*為對于信號符號特征模型中不影響信號符號特征判斷的信息項； 根據(jù)公式4進行目標電流參數(shù)修改符號判斷，獲得CHANGE (I)， 公式4為CHANGE (I) =JudgeCurrent [INPUT ( SIGN(T/) ,SIGN(Ti) ,SlGN(If), SIGN(Ii))] 具體運算過程參考公式5中的三個映射完成， 公式5為CHANGE (I) =+=JudgeCurrent [ (-，-, *，O) or (O, -, *，O)]CHANGE (I) =O=JudgeCurrent [ (*，0, *，0) or (+，-, *，0) or (-，+, *，0)]CHANGE (I) =-= JudgeCurrent [ (+，+, *，0) or (0, +，*，0))] ； 6)調用參數(shù)更新子程序，根據(jù)溫度穩(wěn)定時間的快慢要求，設定延時時間，調用參數(shù)更新子程序，設定的延時時間，延時時間到則調用參數(shù)更新子程序，并復位定時器；延時時間不到則進入步驟7)，目標電流更新過程按照公式6進行更新， 公式6中的4個運算公式為/ Iq., k = I Temp1 = J I0 + CHANGE(I) ■ MAX Imin] , k = 2 Uk-i + CHANGE(I). MAX [:墜チ^, Imin], k > 2Ik-2 = ^k-1 k +> 2 and Ijt-2 本 Ik-1 Ik-i = k > 2 and知—ュ Φ Ij5 k = Temo1, k > 2 and Ik Φ Temp,， 其中，Icj為初始設定的電流值，4為當前設定的電流值，k表示當前為第k次電流參數(shù)更新，Temp1*中間變量，MAXレ]為取大值函數(shù)，Imin為目標電流值更新過程中的最小分辨電流值，and為“與運算”，目標溫度Ti 一般在初始參數(shù)設定后，不做修改；非要修改時，可重新在每次循環(huán)到此位置時重新設定； 7)升溫時間到否，如果升溫時間到則進入下一歩降溫過程，沒有則返回步驟2)； 8)進入降溫過程降溫過程只需要執(zhí)行OUT(M)=-，讓調壓器電機反轉復位至電機初 始零限即可，調壓器電機降到零限后將會由行程開關保護，將禁止電機反轉只允許電機正轉; 9)降溫時間到否，如果降溫時間到則進入下一歩，沒到則返回步驟2)； 10)調用初始參數(shù)值設定子程序，進行再次初始化設置； 11)循環(huán)次數(shù)到否，如果循環(huán)次數(shù)到則退出循環(huán)加熱過程，進入下一歩，沒有則返回到步驟2); 12)復位操作，調壓器電機回到零位，各通電開關處于分閘狀態(tài)，試驗軟件復位到初始狀態(tài)，提示框提示試驗過程停止； 13)試驗結束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電纜載流量循環(huán)加熱試驗中基于符號判別的溫度控制方法，將采集的溫度、電流進行符號量運算，獲得反映當前控溫狀態(tài)的符號量，經(jīng)符號量判斷后更新目標參數(shù)，控制調壓器電機正反轉，實現(xiàn)升降溫控制，當溫度達到設定狀態(tài)后，重復進行溫度、電流信號的符號量提取，再次控制電機動作，從而實現(xiàn)快速的溫度穩(wěn)定控制過程。此溫度控制方法能夠實現(xiàn)電纜載流量循環(huán)加熱試驗中電纜導體溫度快速穩(wěn)定到設定值，溫度控制過程具有較好的魯棒性，溫度超調和震蕩受到抑制，整個控制過程實現(xiàn)簡單、運算量少、控制邏輯明確，可以廣泛地應用于導體溫度控制或有類似需求的緩變參數(shù)的恒值控制中。
文檔編號G05D23/19GK102707745SQ201210208999
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權日2012年6月25日
發(fā)明者劉瑾, 孔平, 楊暉, 楊海馬, 王建宇, 胡以華, 馬彩文 申請人:上海理工大學