基于改進(jìn)單神經(jīng)元PID算法的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)三參數(shù)前饋解耦自適應(yīng)PID控制策略的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-19 05:10
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)(Variable Air Volume Air Conditioning System,VAVACS)是保持送風(fēng)溫度恒定,通過改變送入室內(nèi)的冷、熱送風(fēng)量,進(jìn)而滿足對室內(nèi)溫度控制的要求。相比于傳統(tǒng)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)(Constant Air Volume Air Conditioning System,CAVACS),因其可以明顯地降低風(fēng)機(jī)能耗和實(shí)現(xiàn)分區(qū)域溫度控制的優(yōu)勢,VAVACS被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代公共建筑當(dāng)中。然而,由于VAVACS的多參數(shù)、非線性且其主要控制回路之間存在強(qiáng)耦合的特性,當(dāng)其在運(yùn)行時(shí)往往會出現(xiàn)不同控制回路之間相互干擾的問題,造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定運(yùn)行和降低控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。鑒于此,結(jié)合多變量解耦控制理論、模糊控制算法和單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制技術(shù),通過對VAVACS耦合嚴(yán)重的三個(gè)控制回路進(jìn)行分析,本文提出了VAVACS三參數(shù)前饋解耦自適應(yīng)PID控制策略和一種改進(jìn)的單神經(jīng)元PID算法(Modified Single Neuron PID Algorithm,MSNPIDA)對自適應(yīng)PID控制器參數(shù)進(jìn)行整定的研究思路。同時(shí),借助于MATLAB軟件,分別對MSNPI...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
建筑設(shè)備中的能耗比例分布圖
碩士學(xué)位論文47表4.6主要控制性能指標(biāo)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)PID控制系統(tǒng)MAPIDC控制系統(tǒng)超調(diào)量/%318.5上升時(shí)間/s145300峰值時(shí)間/s185420調(diào)節(jié)時(shí)間/s920800穩(wěn)態(tài)誤差00由表4.6分析可知,雖然PID控制器相比于MAPIDC的調(diào)節(jié)速度更快,但其超調(diào)量增大了264%,其調(diào)節(jié)時(shí)間增長了15%。分析原因:Z-N整定法對PID控制器參數(shù)的整定是離線進(jìn)行。一旦計(jì)算出結(jié)果,KP、KI和KD就保持不變;而MSNPIDA對PID控制器參數(shù)的整定是連續(xù)進(jìn)行的,可動(dòng)態(tài)適應(yīng)控制過程的變化,直至獲取KP*、KI*和KD*相應(yīng)的最佳值,所以其調(diào)節(jié)速度變慢,但調(diào)節(jié)質(zhì)量明顯地得到了提升。這也表明本文提出的MSNPIDA是可行的。綜上,MAPIDC的整體控制效果明顯優(yōu)于PID控制器,且其抗干擾能力更強(qiáng),對于增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能更加明顯。4.4基于MSNPIDA的液位自適應(yīng)PID控制器參數(shù)整定效果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證借助于由德國公司FESTO設(shè)計(jì)的過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺中的水箱液位控制單元(WaterTankLevelControlUnit,WTLCU),本節(jié)對所設(shè)計(jì)的基于MSNPIDA的自適應(yīng)PID控制器參數(shù)的整定效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性驗(yàn)證。其中,WTLCU的實(shí)物布局如圖所示。圖4.13WTLCU布局圖WTLCU實(shí)驗(yàn)平臺的主要組成包括上水箱、下水箱/儲水箱、變頻供水泵、超聲波液位傳感器、手動(dòng)閥、PLC控制器和其它附屬設(shè)備。其中,該平臺的上、下水
本文編號:3401081
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
建筑設(shè)備中的能耗比例分布圖
碩士學(xué)位論文47表4.6主要控制性能指標(biāo)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)PID控制系統(tǒng)MAPIDC控制系統(tǒng)超調(diào)量/%318.5上升時(shí)間/s145300峰值時(shí)間/s185420調(diào)節(jié)時(shí)間/s920800穩(wěn)態(tài)誤差00由表4.6分析可知,雖然PID控制器相比于MAPIDC的調(diào)節(jié)速度更快,但其超調(diào)量增大了264%,其調(diào)節(jié)時(shí)間增長了15%。分析原因:Z-N整定法對PID控制器參數(shù)的整定是離線進(jìn)行。一旦計(jì)算出結(jié)果,KP、KI和KD就保持不變;而MSNPIDA對PID控制器參數(shù)的整定是連續(xù)進(jìn)行的,可動(dòng)態(tài)適應(yīng)控制過程的變化,直至獲取KP*、KI*和KD*相應(yīng)的最佳值,所以其調(diào)節(jié)速度變慢,但調(diào)節(jié)質(zhì)量明顯地得到了提升。這也表明本文提出的MSNPIDA是可行的。綜上,MAPIDC的整體控制效果明顯優(yōu)于PID控制器,且其抗干擾能力更強(qiáng),對于增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能更加明顯。4.4基于MSNPIDA的液位自適應(yīng)PID控制器參數(shù)整定效果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證借助于由德國公司FESTO設(shè)計(jì)的過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺中的水箱液位控制單元(WaterTankLevelControlUnit,WTLCU),本節(jié)對所設(shè)計(jì)的基于MSNPIDA的自適應(yīng)PID控制器參數(shù)的整定效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性驗(yàn)證。其中,WTLCU的實(shí)物布局如圖所示。圖4.13WTLCU布局圖WTLCU實(shí)驗(yàn)平臺的主要組成包括上水箱、下水箱/儲水箱、變頻供水泵、超聲波液位傳感器、手動(dòng)閥、PLC控制器和其它附屬設(shè)備。其中,該平臺的上、下水
本文編號:3401081
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