本發(fā)明涉及壓力反饋，具體為一種基于壓力反饋的蒸飯車節(jié)能控制方法。
背景技術(shù)：
1、隨著餐飲行業(yè)規(guī)模化發(fā)展，商用蒸飯車的自動(dòng)化與智能化水平成為影響烹飪效率和品質(zhì)的核心要素。蒸汽壓力作為蒸制過程的直接控制變量，其檢測(cè)精度與調(diào)控實(shí)時(shí)性直接決定了米飯口感均勻性、能耗經(jīng)濟(jì)性及設(shè)備運(yùn)行安全性。傳統(tǒng)蒸飯車控制系統(tǒng)通常依賴單一傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)，但在復(fù)雜工況下面臨蒸汽流場(chǎng)擾動(dòng)、溫度交變等多重干擾挑戰(zhàn)。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，蒸飯車壓力檢測(cè)多采用單一類型傳感器(如壓阻式或壓電式)結(jié)合固定閾值控制策略。例如，部分方案通過壓阻傳感器采集壓力信號(hào)，并基于pid算法調(diào)節(jié)電熱管功率輸出；另一些方案采用壓電式傳感器監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)，結(jié)合溫度補(bǔ)償電路修正測(cè)量值。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還存在通過硬件冗余布局多個(gè)同構(gòu)傳感器以提升檢測(cè)可靠性的改進(jìn)方案。
3、然而，上述現(xiàn)有技術(shù)存在顯著缺陷：?jiǎn)我活愋蛡鞲衅鞯母兄S度局限性導(dǎo)致其易受溫度漂移、局部流場(chǎng)突變等干擾，難以準(zhǔn)確反映蒸箱全域真實(shí)壓力狀態(tài)。例如，壓阻傳感器在高溫環(huán)境下因熱應(yīng)力形變產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，而壓電傳感器對(duì)蒸汽局部湍流敏感，易引發(fā)測(cè)量值跳變。盡管部分方案引入溫度補(bǔ)償機(jī)制，但單一傳感源的固有物理特性限制使其無法從根本上解決多干擾耦合下的壓力檢測(cè)失準(zhǔn)問題，進(jìn)而導(dǎo)致控制策略失效、蒸汽泄漏風(fēng)險(xiǎn)升高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于壓力反饋的蒸飯車節(jié)能控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因單一傳感器局限性導(dǎo)致的蒸飯車壓力檢測(cè)失準(zhǔn)及其引發(fā)的控制失效與安全隱患問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于壓力反饋的蒸飯車節(jié)能控制方法，包括以下步驟：
3、在箱體頂部、中部距底部30cm處、底部布置壓阻式、壓電式和電容式壓力傳感器；
4、根據(jù)壓力值相對(duì)于預(yù)設(shè)上下限閾值的區(qū)間分布選擇加熱模式，包括過壓切斷模式、低壓全功率模式和過渡區(qū)比例調(diào)節(jié)模式，其中上下限閾值根據(jù)米種類型動(dòng)態(tài)調(diào)整；
5、在過渡區(qū)模式中基于1秒滑動(dòng)窗口計(jì)算的壓力變化速率動(dòng)態(tài)分配基礎(chǔ)組與增強(qiáng)組電熱管的pwm占空比；
6、同步采集雙麥克風(fēng)陣列的32khz采樣聲紋信號(hào)，提取500-1500hz頻段能量占比進(jìn)行泄漏檢測(cè)；
7、控制周向布置的12組鎳鈦合金致動(dòng)器，直徑1.2-1.5mm，相變溫度105-110℃，產(chǎn)生0-0.3mm形變量；
8、通過resnet-18網(wǎng)絡(luò)分類60倍顯微圖像確定米種類型；
9、基于lstm網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)壓力衰減趨勢(shì)并觸發(fā)三級(jí)安全響應(yīng)；
10、采用td3強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法優(yōu)化控制參數(shù)，獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)權(quán)重比為能效5:質(zhì)量3:損耗2。
11、優(yōu)選的，所述傳感器信號(hào)處理包括：
12、對(duì)壓阻式傳感器輸出進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償系數(shù)為-0.15％/℃；
13、壓電式傳感器信號(hào)經(jīng)電荷放大器和4階巴特沃斯濾波處理；
14、電容式傳感器采用差分測(cè)量電路，激勵(lì)頻率1mhz；
15、加權(quán)融合公式為：
16、pfusion＝0.4p壓阻+0.3p壓電+0.3p電容。
17、優(yōu)選的，所述動(dòng)態(tài)分配電熱管組包括：
18、將電熱管劃分為基礎(chǔ)組3kw×2、增強(qiáng)組6kw×1；
19、當(dāng)壓力變化速率絕對(duì)值大于5kpa/s時(shí)，優(yōu)先啟動(dòng)增強(qiáng)組并以80％占空比pwm工作；
20、在壓力恢復(fù)至安全區(qū)間的最后10kpa階段，基礎(chǔ)組切換為交替脈沖模式，脈沖間隔與壓力偏差量成反比。
21、優(yōu)選的，所述聲紋特征修正包括：提取蒸汽流動(dòng)噪聲中500-1500hz頻段的能量占比，當(dāng)該占比低于預(yù)設(shè)值時(shí)判定發(fā)生蒸汽泄漏，觸發(fā)加熱功率補(bǔ)償和密封結(jié)構(gòu)強(qiáng)化控制。
22、優(yōu)選的，所述頻譜特征修正包括：
23、通過雙麥克風(fēng)陣列采集32khz采樣率的聲紋信號(hào)；
24、提取500-1500hz頻段的能量占比值，當(dāng)該值低于45％時(shí)判定為蒸汽泄漏；
25、觸發(fā)加熱功率補(bǔ)償策略：將當(dāng)前功率輸出提升15％-25％，補(bǔ)償時(shí)長(zhǎng)與泄漏程度正相關(guān)，最長(zhǎng)不超過120秒。
26、優(yōu)選的，所述最優(yōu)壓力參數(shù)組合確定包括：
27、采集米粒表面60倍顯微圖像，提取局部二值模式特征和灰度共生矩陣特征；
28、通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器輸出米種類型，關(guān)聯(lián)預(yù)設(shè)壓力參數(shù)：
29、粳米：上限閾值118±2kpa，滯環(huán)寬度12kpa
30、秈米：上限閾值125±3kpa，滯環(huán)寬度8kpa
31、糯米：上限閾值110±1kpa，滯環(huán)寬度15kpa。
32、優(yōu)選的，所述分級(jí)安全機(jī)制包括：
33、一級(jí)響應(yīng)：壓力衰減率超過0.8kpa/min時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警并記錄故障日志；
34、二級(jí)響應(yīng)：異常狀態(tài)持續(xù)25秒后切斷50％加熱功率并啟動(dòng)輔助泄壓閥；
35、三級(jí)響應(yīng)：檢測(cè)到局部溫度超過130℃時(shí)釋放惰性氣體并上傳緊急停機(jī)信號(hào)。
36、優(yōu)選的，所述強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法包括：
37、定義狀態(tài)空間為四維向量，動(dòng)作空間為三維參數(shù)調(diào)整量；
38、獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)為能效因子、烹飪質(zhì)量評(píng)分和設(shè)備損耗系數(shù)的加權(quán)組合，權(quán)重比為5:3:2；
39、策略更新周期為每完成20次烹飪?nèi)蝿?wù)執(zhí)行一次批量學(xué)習(xí)。
40、優(yōu)選的，所述備用冗余通道啟用方法包括：
41、斷開疑似故障傳感器的信號(hào)鏈路，向數(shù)據(jù)總線注入標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力信號(hào)；
42、若10秒內(nèi)系統(tǒng)壓力讀數(shù)波動(dòng)范圍超過±3kpa，則鎖定該傳感器并切換至相鄰傳感器加權(quán)模式；
43、每日首次啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)期間維持80kpa基準(zhǔn)壓力。
44、優(yōu)選的，所述鎳鈦合金致動(dòng)器的控制參數(shù)包括：
45、驅(qū)動(dòng)電壓12vdc，脈寬調(diào)制頻率8khz；
46、溫度反饋采樣周期100ms，pid控制參數(shù)kp＝2.5,ki＝0.02,kd＝0.8；
47、形變自檢程序在每次烹飪結(jié)束后執(zhí)行，檢測(cè)精度達(dá)到0.005mm。
48、本發(fā)明提供了一種基于壓力反饋的蒸飯車節(jié)能控制方法。具備以下有益效果：
49、1、本發(fā)明采用壓阻、壓電、電容多類型傳感器異構(gòu)布局方案，結(jié)合溫度漂移補(bǔ)償與加權(quán)融合算法，實(shí)現(xiàn)了壓力檢測(cè)的全工況覆蓋與抗干擾能力強(qiáng)化，相較于傳統(tǒng)單一傳感器方案，解決了其易受局部流場(chǎng)擾動(dòng)、溫度敏感導(dǎo)致的誤判問題，顯著提升壓力感知的魯棒性。
50、2、本發(fā)明通過壓力變化速率的實(shí)時(shí)反饋觸發(fā)增強(qiáng)組電熱管分級(jí)調(diào)控，結(jié)合脈沖間隔自適應(yīng)計(jì)算技術(shù)，達(dá)成加熱功率與蒸汽需求的動(dòng)態(tài)匹配，對(duì)比現(xiàn)有固定閾值控制方式，有效避免加熱滯后與功率冗余，降低無效能耗。
51、3、本發(fā)明基于聲紋頻段能量分析觸發(fā)分級(jí)補(bǔ)償策略，同步聯(lián)動(dòng)密封機(jī)構(gòu)形變與功率提升，相較于傳統(tǒng)單一閾值報(bào)警機(jī)制，解決了泄漏初期響應(yīng)遲緩、補(bǔ)償力度不足的缺陷，實(shí)現(xiàn)泄漏抑制的快速閉環(huán)控制。
52、4、本發(fā)明引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)的狀態(tài)空間建模與多目標(biāo)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，使控制參數(shù)具備工況自適應(yīng)性，相較于依賴經(jīng)驗(yàn)的手動(dòng)參數(shù)整定方案，突破了復(fù)雜場(chǎng)景下的泛化能力瓶頸，顯著提升控制策略的動(dòng)態(tài)優(yōu)化水平。