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：

1、隨著餐飲行業(yè)規(guī)模化發(fā)展，商用蒸飯車的自動化與智能化水平成為影響烹飪效率和品質的核心要素。蒸汽壓力作為蒸制過程的直接控制變量，其檢測精度與調控實時性直接決定了米飯口感均勻性、能耗經濟性及設備運行安全性。傳統(tǒng)蒸飯車控制系統(tǒng)通常依賴單一傳感技術實現壓力閉環(huán)調節(jié)，但在復雜工況下面臨蒸汽流場擾動、溫度交變等多重干擾挑戰(zhàn)。

2、現有技術中，蒸飯車壓力檢測多采用單一類型傳感器(如壓阻式或壓電式)結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，并基于pid算法調節(jié)電熱管功率輸出；另一些方案采用壓電式傳感器監(jiān)測動態(tài)壓力波動，結合溫度補償電路修正測量值。此外，現有技術中還存在通過硬件冗余布局多個同構傳感器以提升檢測可靠性的改進方案。

3、然而，上述現有技術存在顯著缺陷：單一類型傳感器的感知維度局限性導致其易受溫度漂移、局部流場突變等干擾，難以準確反映蒸箱全域真實壓力狀態(tài)。例如，壓阻傳感器在高溫環(huán)境下因熱應力形變產生零點漂移，而壓電傳感器對蒸汽局部湍流敏感，易引發(fā)測量值跳變。盡管部分方案引入溫度補償機制，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失準問題，進而導致控制策略失效、蒸汽泄漏風險升高。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，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，解決了現有技術中因單一傳感器局限性導致的蒸飯車壓力檢測失準及其引發(fā)的控制失效與安全隱患問題。

2、為實現以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現：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、根據壓力值相對于預設上下限閾值的區(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)比例調節(jié)模式，其中上下限閾值根據米種類型動態(tài)調整；

5、在過渡區(qū)模式中基于1秒滑動窗口計算的壓力變化速率動態(tài)分配基礎組與增強組電熱管的pwm占空比；

6、同步采集雙麥克風陣列的32khz采樣聲紋信號，提取500-1500hz頻段能量占比進行泄漏檢測；

7、控制周向布置的12組鎳鈦合金致動器，直徑1.2-1.5mm，相變溫度105-110℃，產生0-0.3mm形變量；

8、通過resnet-18網絡分類60倍顯微圖像確定米種類型；

9、基于lstm網絡預測壓力衰減趨勢并觸發(fā)三級安全響應；

10、采用td3強化學習算法優(yōu)化控制參數，獎勵函數權重比為能效5:質量3:損耗2。

11、優(yōu)選的，所述傳感器信號處理包括：

12、對壓阻式傳感器輸出進行溫度補償，補償系數為-0.15％/℃；

13、壓電式傳感器信號經電荷放大器和4階巴特沃斯濾波處理；

14、電容式傳感器采用差分測量電路，激勵頻率1mhz；

15、加權融合公式為：

16、pfusion＝0.4p壓阻+0.3p壓電+0.3p電容。

17、優(yōu)選的，所述動態(tài)分配電熱管組包括：

18、將電熱管劃分為基礎組3kw×2、增強組6kw×1；

19、當壓力變化速率絕對值大于5kpa/s時，優(yōu)先啟動增強組并以80％占空比pwm工作；

20、在壓力恢復至安全區(qū)間的最后10kpa階段，基礎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：提取蒸汽流動噪聲中500-1500hz頻段的能量占比，當該占比低于預設值時判定發(fā)生蒸汽泄漏，觸發(fā)加熱功率補償和密封結構強化控制。

22、優(yōu)選的，所述頻譜特征修正包括：

23、通過雙麥克風陣列采集32khz采樣率的聲紋信號；

24、提取500-1500hz頻段的能量占比值，當該值低于45％時判定為蒸汽泄漏；

25、觸發(fā)加熱功率補償策略：將當前功率輸出提升15％-25％，補償時長與泄漏程度正相關，最長不超過120秒。

26、優(yōu)選的，所述最優(yōu)壓力參數組合確定包括：

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、通過卷積神經網絡分類器輸出米種類型，關聯預設壓力參數：

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，所述分級安全機制包括：

33、一級響應：壓力衰減率超過0.8kpa/min時觸發(fā)聲光報警并記錄故障日志；

34、二級響應：異常狀態(tài)持續(xù)25秒后切斷50％加熱功率并啟動輔助泄壓閥；

35、三級響應：檢測到局部溫度超過130℃時釋放惰性氣體并上傳緊急停機信號。

36、優(yōu)選的，所述強化學習算法包括：

37、定義狀態(tài)空間為四維向量，動作空間為三維參數調整量；

38、獎勵函數設計為能效因子、烹飪質量評分和設備損耗系數的加權組合，權重比為5:3:2；

39、策略更新周期為每完成20次烹飪任務執(zhí)行一次批量學習。

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鏈路，向數據總線注入標準測試壓力信號；

42、若10秒內系統(tǒng)壓力讀數波動范圍超過±3kpa，則鎖定該傳感器并切換至相鄰傳感器加權模式；

43、每日首次啟動時執(zhí)行自動零點校準，校準期間維持80kpa基準壓力。

44、優(yōu)選的，所述鎳鈦合金致動器的控制參數包括：

45、驅動電壓12vdc，脈寬調制頻率8khz；

46、溫度反饋采樣周期100ms，pid控制參數kp＝2.5,ki＝0.02,kd＝0.8；

47、形變自檢程序在每次烹飪結束后執(zhí)行，檢測精度達到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布局方案，結合溫度漂移補償與加權融合算法，實現了壓力檢測的全工況覆蓋與抗干擾能力強化，相較于傳統(tǒng)單一傳感器方案，解決了其易受局部流場擾動、溫度敏感導致的誤判問題，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時反饋觸發(fā)增強組電熱管分級調控，結合脈沖間隔自適應計算技術，達成加熱功率與蒸汽需求的動態(tài)匹配，對比現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)分級補償策略，同步聯動密封機構形變與功率提升，相較于傳統(tǒng)單一閾值報警機制，解決了泄漏初期響應遲緩、補償力度不足的缺陷，實現泄漏抑制的快速閉環(huán)控制。

52、4、本發(fā)明引入強化學習的狀態(tài)空間建模與多目標獎勵機制，使控制參數具備工況自適應性，相較于依賴經驗的手動參數整定方案，突破了復雜場景下的泛化能力瓶頸，顯著提升控制策略的動態(tài)優(yōu)化水平。