(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111441451.5 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 经纬恒润(天津)研究开发有限公司 地址 300380 天津市西青区汽车工业区(张 家窝工业区)丰泽道 9号308室 (72)发明人 李熙和　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 张丽娜 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种换热强化控制方法及装置 (57)摘要 本发明实施例公开了一种换热强化控制方 法及装置， 方法包括： 获取多个压力测量单元在 前k个时间步长测量的压力数据， 并基于所述压 力数据组建第一矩阵和第二矩阵； 基于所述第一 矩阵、 所述第二矩阵和第k个时间步长的控制量， 计算预测控制矩阵； 基于所述预测控制矩阵控制 振动部件的振动频率， 以最大化边界层分离， 所 述振动部件位于所述流场中， 且安装于所述发热 器件的上游区域的流场内壁上。 上述实现方案通 过系统识别技术实时测算流场的自然振动频率， 并将算得的频率作为输入信号通过压电驱动振 动片输入给振动部件， 以形成流场内的共振效 应， 实现了流场换 热效果的最大化。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 114126371 A 2022.03.01 CN 114126371 A 1.一种换 热强化控制方法， 其特 征在于， 包括： 获取多个压力测量单元在前k个时间步长测量的压力数据， 并基于所述压力数据组建 第一矩阵和第二矩阵， k为正整数， 所述多个压力测量单元位于流场中， 且布置在接近发热 器件的流场内壁处， 所述第一矩阵用于存储测量的前k ‑1个时间步长的压力数据， 所述第二 矩阵用于存 储测量的第2个至第k个时间步长的压力数据； 基于所述第一矩阵Xk、 所述第二矩阵Yk和第k个时间步长的控制量矩阵Uk， 计算预测控 制矩阵； 所述预测控制矩阵为第k+1个时间步长下的控制矩阵； 基于所述预测控制矩阵控制振动部件的振动频率， 以最大化边界层分离， 所述振动部 件位于所述 流场中， 且安装于所述发热器件的上游区域的流场内壁上。 2.根据权利要 求1所述的换热 强化控制方法， 其特征在于， 基于所述第一矩阵Xk、 所述第 二矩阵Yk和第k个时间步长的控制量矩阵Uk， 计算预测控制矩阵， 包括： 基于所述第一矩阵Xk、 所述第二矩阵Yk和第k个时间步长的控制量矩阵Uk， 利用在线模 态动态分解控制算法， 计算得到第k个时间步长的状态 矩阵[Ak， Bk]； 基于第k个时间步长的状态矩阵[Ak， Bk]利用第一预设控制算法， 计算得到第k个时间步 长下的控制矩阵Kk和第k个时间步长下的X矩阵xk+1； 基于第k个时间步长下的X矩阵xk+1利用第二预设控制算法， 计算得到第k+1个时间步长 的状态矩阵； 基于第k+1个时间步长的状态矩阵利用第一预设控制算法， 计算得到第k+1个时间步长 下的控制矩阵。 3.根据权利要求2所述的换热强化控制方法， 其特征在于， 所述第 一矩阵和所述第 二矩 阵中的元素为所述压力数据的倒数的绝对值； 所述第一预设控制算法为线性二次型调节器 LQR。 4.根据权利要求3所述的换热强化控制方法， 其特征在于， 所述基于第k个时间步长下 的X矩阵利用第二预设控制算法， 计算得到第k+1个时间步长的状态 矩阵， 包括： 基于第k个时间步长下的X矩阵， 采用公式 计算得到第一参数 γ； 基于第k个时间步长的状态矩阵、 所述X矩阵和所述第一参数γ， 采用公式 计算得到第k+1个时间步长的状态 矩阵Gk+1。 5.根据权利要求2所述的换热强化控制方法， 其特征在于， 所述基于第k个时间步长下 的X矩阵利用第二预设控制算法， 计算得到第k+1个时间步长的状态 矩阵， 包括： 基于第k个时间步长下的X矩阵确定第k+1个时间步长下的第一矩阵Xk+1和控制量矩阵 Uk+1； 基于所述第一矩阵Xk+1、 所述控制 量矩阵Uk+1和第k+1个时间步长下的第二矩阵Yk+1， 计 算得到第k+1个时间步长的状态 矩阵Gk+1。 6.一种换 热强化控制装置， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块， 用于获取多个压力测量单元在前k个时间步长测量的压力数据， 并基于 所述压力数据 组建第一矩阵和第二矩阵， k为正整数， 所述多个压力测量单元位于流场中， 且布置在接近发热器件的流场内壁处， 所述第一矩阵用于存储测量的前k ‑1个时间步长的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114126371 A 2压力数据， 所述第二矩阵用于存 储测量的第2个至第k个时间步长的压力数据； 矩阵处理模块， 用于基于所述第一矩阵Xk、 所述第二矩阵Yk和第k个时间步长的控制量 矩阵Uk， 计算预测控制矩阵； 所述预测控制矩阵为第k+1个时间步长下的控制矩阵； 振动控制模块， 用于基于所述预测控制矩阵控制振动部件的振动频率， 以最大化边界 层分离， 所述振动部件位于所述 流场中， 且安装于所述发热器件的上游区域的流场内壁上。 7.根据权利要求6所述的换 热强化控制装置， 其特 征在于， 所述矩阵处 理模块包括： 第一处理模块， 用于基于所述第一矩阵Xk、 所述第二矩阵Yk和第k个时间步长的控制量 矩阵Uk利用在线模态动态分解控制算法， 计算得到第k个时间步长的状态 矩阵[Ak， Bk]； 第二处理模块， 用于基于第k个时间步长的状态矩阵[Ak， Bk]利用第一预设控制算法， 计 算得到第k个时间步长下的控制矩阵Kk和第k个时间步长下的X矩阵xk+1； 第三处理模块， 用于基于第k个时间步长下的X矩阵xk+1利用第二预设控制算法， 计算得 到第k+1个时间步长的状态 矩阵； 第四处理模块， 用于基于第k+1个时间步长的状态矩阵利用第 一预设控制算法， 计算得 到第k+1个时间步长下的控制矩阵。 8.根据权利要求7所述的换热强化控制装置， 其特征在于， 所述第 一矩阵和所述第 二矩 阵中的元素为所述压力数据的倒数的绝对值； 所述第一预设控制算法为线性二次型调节器 LQR。 9.根据权利要求8所述的换 热强化控制装置， 其特 征在于， 所述第三处 理模块包括： 参数确定模块， 用于基于第k个时间步长下的X矩阵， 采用公式 计算得到第一 参数γ； 状态矩阵确定模块， 用于基于第k个时间步长的状态矩阵、 所述X矩阵和所述第一参数 γ， 采用公式 计算得到第k+ 1个时间步长的状态矩阵 Gk+1。 10.根据权利要求7 所述的换 热强化控制装置， 其特 征在于， 所述第三处 理模块包括： LQR更新模块， 用于基于第k个时间步长下的X矩阵确定第k+1个时间步长下的第一矩阵 Xk+1和控制量矩阵Uk+1； 状态矩阵更新模块， 用于基于所述第一矩阵Xk+1、 所述控制量矩阵Uk+1和第k+1个时间步 长下的第二矩阵Yk+1， 计算得到第k+1个时间步长的状态 矩阵Gk+1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114126371 A 3