一种高效环保的雾霾净化设备及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108628315A(43)申请公布日2018.10.09(21)申请号201810632732.0(22)申请日2018.06.20(71)申请人厦门净本环保技术有限公司地址361022福建省厦门市软件园三期诚毅北大街8号401-03单元(72)发明人常云建曾翠霞向明礼(74)专利代理机构重庆市信立达专利代理事务所(普通合伙)50230代理人包晓静(51)Int.Cl.G05D1/02(2006.01)权利要求书5页说明书12页附图2页(54)发明名称一种高效环保的雾霾净化设备及控制方法(57)摘要本发明属于雾霾清理领域，公开了一种高效环保的雾霾净化设备及控制方法，外壳上通过螺栓固定有电动机、电源、注水口、控制器，外壳上卡接有雷达探测器、红外线传感器、信号发射接收器，外壳上焊接有管道，外壳内部卡接有水箱；管道一端与高压水泵胀接，管道另一端卡接有高压喷雾喷头；轮胎通过轴与外壳连接，并与电动机通过齿轮连接。该发明的雷达探测器大大提高了运行速度，为远程控制和安全控制提供保证；该发明设置有高压水泵，可以将水雾喷洒到高空，进而可以实现对雾霾的清理；该发明可以进行移动位置，对大范围内的雾霾进行清理，同时实现了远程操控与智能化，节省了人力，提高了效率。CN108628315ACN108628315A权利要求书1/5页1.一种高效环保的雾霾净化设备的控制方法，其特征在于，所述高效环保的雾霾净化设备的控制方法包括：通过雷达探测器探测电动机的运行转速，判断高效环保的雾霾净化设备的运行速度，将判断速度传输给控制器；判断高效环保的雾霾净化设备的运行速度中，采用近似匀速直线运动状态模型来表示高效环保的雾霾净化设备的移动速度状态，确定高效环保的雾霾净化设备的运动模型和测量模型；采用滤波算法进行高效环保的雾霾净化设备的位置的跟踪和预测；控制器通过预测到的高效环保的雾霾净化设备的位置信息，计算出每个高效环保的雾霾净化设备的水平方位角和垂直仰角；判断出高效环保的雾霾净化设备的运行速度；采用障碍物体到高效环保的雾霾净化设备的水平距离的测量值作为运动高效环保的雾霾净化设备的测量模型；红外线传感器对前方路况障碍信息进行检测，并将障碍信息传递给控制器；控制器对速度信息、障碍信息进行判断；控制器将信息判断后通过模糊自适应PID控制方法做出前进后退以及转弯命令传递到电动机，电动机带动轮胎进行滚动；模糊自适应PID控制中，控制器为实际电动机的调整值与给定值间偏差e和误差变化ec的PID增益调整控制器；通过e和ec的变化，改变输出变量的调整因子αe，αec和βpid，通过对量化因子Ke，Kec，和比例因子LK(m)的调整，m为p,i,d，进行输入输出论域的调整变化；控制器的输入量为调整值误差e，调整值误差变化为ec，输出控制量为ΔKp，ΔKi，ΔKd，归一化论域均为[-1,+1]，根据调整值的动态范围[emin，emax]，[ecmin，ecmax]，[ΔKmmin，ΔKmmax]，选择和确定量化因子Ke，Kec，以及比例因子LK(m)；论域的变换表达式为通过注水口将水注入水箱内，水箱对水进行储存，高压水泵将水从导管抽入管道，并给水一个高压，使水从高压喷雾喷头喷出，喷出的水雾对空气中的雾霾进行清理；同时信号发射接收器与指挥中心连接后，由指挥中心发布操控指令。2.如权利要求1所述的高效环保的雾霾净化设备控制方法，其特征在于，根据Mamdami的最小最大推理方法，采用加权平均解控制输出为：式中：Ci为输入模糊子集；为隶属度函数；PID控制参数调整量为Kp＝Kp0+ΔKp2CN108628315A权利要求书2/5页Ki＝Ki0+ΔKiKd＝Kd0+ΔKd系统实际控制输出为误差e，误差变化ec和控制量ΔKp，ΔKi，ΔKd采用一样的模糊子集，隶属度函数采用对称、均匀分布的三角形形式；根据PID中参数调整经验和误差逼近原理，建立ΔKp，ΔKi，ΔKd控制规则，误差e，误差变化ec的模糊子集为{NB，NS，ZE，PS，PB}；伸缩因子αe，αec和βpid的模糊子集为：{B，M，S，VS}，{VB，B，M，S，VS}；输入论域的调整因子为式中：τ为常数，0<τ<1；电动机调整程度的大小：式中：KI为比例常数；pi为隶属值；初值β(0)根据实际情况调整，取β(0)＝1；得控制的输出为式中：Ajl为隶属函数；α(xi)为误差xi对应的调整因子；yl为未经过调整因子处理的输出。3.如权利要求1所述的高效环保的雾霾净化设备控制方法，其特征在于，确定高效环保的雾霾净化设备的运行速度的运动模型和测量模型；运动状态用当前的位置和速度进行描述：上述公式中(x(tk),y(tk))表示tk时刻高效环保的雾霾净化设备的位置坐标，