制冷系統(tǒng)保障了人類生活以及工作空間的舒適性,是一種必不可少的工業(yè)及生活系統(tǒng)。在整個系統(tǒng)中,擔(dān)任著主要流量控制元器件的電子膨脹閥(Electronic Expansion Valv e)以及與外界換熱的管殼式換熱器對系統(tǒng)的運(yùn)行影響巨大。在目前所應(yīng)用的制冷系統(tǒng)中,電子膨脹閥的控制一般來自于PID控制器。由PID控制的電子膨脹閥作為整個系統(tǒng)的流量控制器,影響著空調(diào)舒適性以及整個系統(tǒng)工作的經(jīng)濟(jì)性,如何在不降低整個系統(tǒng)舒適性的前提下,通過獲取最優(yōu)控制參數(shù)以獲得最優(yōu)流量最終達(dá)到提高整個系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性顯得尤為重要;另一方面常規(guī)管殼式換熱器的弓形折流板設(shè)計使得換熱性能差且殼程壓損較大,換熱性能難以充分發(fā)揮,這些缺點對整個系統(tǒng)的節(jié)能性造成了很大的影響。本文基于空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性以及舒適性開展了以下幾項工作:首先,針對電子膨脹閥開度與流體流量之間的特性關(guān)系、控制特性進(jìn)行了仿真實驗,通過仿真實驗的方式得到電子膨脹閥開度與流體流量之間的特性關(guān)系曲線、控制特性響應(yīng)曲線,得到了電子膨脹閥的控制的線性關(guān)系。其次,提出采用模糊推理實現(xiàn)PID參數(shù)的自整理修訂以及利用粒子群算法對控制器PI D參數(shù)進(jìn)行整定,并與常規(guī)PID算法控...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題開展的前景和價值
    1.2 國內(nèi)外研究成果現(xiàn)狀
        1.2.1 電子膨脹閥的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 PID控制器的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 管殼式換熱器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
2 電子膨脹閥流量及控制特性仿真分析
    2.1 電子膨脹閥組成及原理
        2.1.1 電子膨脹閥的結(jié)構(gòu)
        2.1.2 電子膨脹閥的工作原理
    2.2 電子膨脹閥仿真系統(tǒng)
        2.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        2.2.2 電子膨脹閥控制特性分析
    2.3 計算機(jī)仿真實驗
        2.3.1 傳遞函數(shù)的確定
        2.3.2 電子膨脹閥流量特性分析
        2.3.3 計算機(jī)仿真結(jié)果及分析
    2.4 本章小結(jié)
3 制冷系統(tǒng)過熱度模糊PID控制器的設(shè)計與仿真
    3.1 電子膨脹閥控制系統(tǒng)
        3.1.1 電子膨脹閥控制系統(tǒng)工作原理
        3.1.2 PID控制算法
    3.2 模糊自整定控制器的設(shè)計
        3.2.1 模糊自整定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 模糊控制器輸入與輸出變量的設(shè)計
    3.3 模糊控制表的建立
    3.4 模糊自整定控制系統(tǒng)的仿真
        3.4.1 模糊自整定控制器的搭建
        3.4.2 仿真結(jié)果及分析
    3.5 模糊控制PID控制器對過熱度的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 基于粒子群算法的PID控制器參數(shù)整定
    4.1 標(biāo)準(zhǔn)PSO算法的簡介
        4.1.1 最初PSO算法的來源
        4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)PSO算法的求解原理
        4.1.3 PSO算法尋優(yōu)流程及參數(shù)選取
    4.2 基于PSO算法的PID參數(shù)整定
        4.2.1 PID參數(shù)初值的確定、適應(yīng)度函數(shù)的選擇及算法實現(xiàn)
    4.3 優(yōu)化結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)在串級控制下的過熱度
    5.1 最優(yōu)控制
    5.2 房間溫度數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建
    5.3 電子膨脹閥與蒸發(fā)器整體化數(shù)學(xué)模型的建立
    5.4 基于PID控制恒溫房仿真控制系統(tǒng)
    5.5 本章小結(jié)
6 管殼式換熱器的優(yōu)化及最佳COP下的數(shù)值模擬
    6.1 模型的建立
        6.1.1 數(shù)學(xué)模型
        6.1.2 幾何模型
    6.2 計算方法與邊界條件
        6.2.1 計算模型的選擇
        6.2.2 邊界條件
        6.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    6.3 計算結(jié)果與分析
        6.3.1 壓力場分析
        6.3.2 溫度場分析
        6.3.3 速度場分析
    6.4 最佳COP下制冷劑流量
    6.5 不同制冷劑流速下的管殼式換熱器數(shù)值模擬
        6.5.1 兩種入口流速下的速度場分析
        6.5.2 兩種入口流速下的壓力場分析
        6.5.3 兩種入口流速下的溫度場分析
    6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 本文主要工作總結(jié)
    7.2 對未來工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝



本文編號：3806241