刘佰兰
珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070
摘要：该文结合空调出风电机调速系统的特点，提出一种适合在空调主控系统上使用的系统辨识方法，该方法能有效地辨识出当前调速系统的关键参数指标，为调速系统控制算法的参数实时调速提供依据，增强出风电机调速算法的鲁棒性，最终提升空调的整体质量。
关键词：风机；调速；在线辩识
转速可调节的PG电机或直流电机在空调室内出风电机上经常会用到，因其转速并非固定，需要根据实际的转速和给定的目标转速，通过一定的调速算法，由空调主控调整给电机的控制量来实现转速调控。这调速算法的类型及参数选择，要根据由风道、风叶、电机等组成的实际转速调节控制系统的特点来决定，即本质上，调速算法应根据调速系统的传递函数来进行选择。
转但实际使用中，由于使用不同风道、风叶以及电机的空调，其传递函数的参数会有所差别；或者是空调在长期使用过程中，蒸发器及过滤网的脏堵、元器件参数特性偏移等，也会使传递函数的参数发生改变，而如果主控仍然使用初始的控制算法及其参数值，将无法很好地对出风电机转速进行准确的控制，一般表现出来为转速波动、出风不均等现象。因此，如果能在线辨识出当前风机调速系统的传递函数，则可以更加智能的选择调速算法的参数值甚至算法类型。
转一般地，空调风机调速系统里，给定了输出（电压信号等）后，则风机的转速变化则近似一条负指数规律上升、形似S型非周期的曲线，其传递函数可用一阶惯性滞后系统来近似。
转一阶惯性滞后系统的传递函数如下：（式1）
转经过拉氏变换可知，它的阶跃响应时域上的表达式如下：
（式2）
响应曲线如下图所示：
转如前所述，空调风机调速系统可用一阶线性滞后系统来近似。假设某空调的风机调速系统，初始状态各传递函数初值为、和T，但由于更换过电机或者风叶等后，或者在长期使用过程中，蒸发器及过滤网有灰尘脏堵的情况等条件下，、和T的值便会发生变化。因此，我们考虑给风机施加阶跃信号，然后实时采样风机反馈回来的转速信号，得到阶跃响应信号，再对信号进行系统辨识，得到能更加准确地描述目前调速系统状态的、和参数。
转当系统处于初始状态，即调速系统输出为零，且风机转速已经稳定为零时，这时，主控突然给一个恒定的输出信号，同时每隔固定的时刻（假设为）来记录当前时刻采样得到的转速值，记录的转速值依次为y（0），y（1），…，y（n），直到转速已经达到稳定状态，即连续一段时间转速值y（k）已经不变化或者变化量非常小：
转当然，还可以选取=0.28及=0.86等特殊的点来求取和，计算都简单。或者用多组求得的值的平均值来作为最后得到的结果。
转得到辨识值、和后，将它们和原来的值、和T进行比较，进行调整系统的控制方法或控制参数。若控制算法采用经典的PID算法时，一般可有如下调整方向：
转（1）空调风机调速系统里，一般使用的是采样控制方法。对于时滞系统，要使控制系统稳定，采样控制的采样周期一般要大于时滞。因此，如果辨识到调速系统的时滞变大后，则控制系统的采样周期可以适应增大；同时，也可以适应增大积分、微风的控制作用，减弱比例控制；
转（2）系统的放大倍数增大时，一般要相应地减弱比例控制的作用；
转（3）当系统的时间常数变大时，即系统惯性变大时，一般可以适应减弱积分控制作用，增强微分控制作用。
转实际应用中，也可以通过大量的实验以及仿真数据，为不同的、和范围预设好对应的PID控制参数，主控识别到变化的、和后，直接通过查表等方式得到精准的PID控制参数。
转应当指出，在空调风机启动阶段给风机一个恒定的控制量，让风机稳定运行一段时间再正常调速，并不会影响到空调的实际使用，也不会影响用户体验。因此，在这过程中，对风机调速系统进行辨识，不会给空调运行带来负面影响。
转至此，一种在空调风机调速系统中应用的系统辨识方法已介绍完毕。通过该辨识方法，主控能更好地掌握调速系统的变化情况，及时调整控制算法，从而增强风机转速的稳定性，提升空调的质量水平。
参考文献：
[1]系统辨识理论与实践：在水电控制工程中的应用[M].中国电力出版社，1999.