【摘要】：由于機型體積小,安裝、操作方便和分散控制等特點,風(fēng)機盤管(Fan Coil Unit,FCU)空調(diào)系統(tǒng)在辦公樓、賓館和公寓等建筑場所得到了廣泛的應(yīng)用。FCU作為半集中式空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置,其運行效果直接影響到室內(nèi)重要的空氣參數(shù),如室內(nèi)溫度是否滿足空調(diào)工藝的精度要求;而FCU的自動控制方式對其運行效果起著決定性的作用。然而,FCU的目前自控方式,如室溫整數(shù)階PID單回路方式還是基于室溫的偏差變化,來改變FCU冷、熱水閥開度而控制送入到室內(nèi)的空調(diào)冷、熱負(fù)荷,滿足室溫穩(wěn)定的要求。由于FCU具有較大的慣性和時間滯后等動態(tài)特性,該控制方式會導(dǎo)致較大的室溫穩(wěn)態(tài)誤差和超調(diào)量,調(diào)節(jié)時間長等問題。根據(jù)以上FCU控制存在的問題,結(jié)合空調(diào)工藝的相關(guān)要求和分?jǐn)?shù)階PID控制技術(shù),本文提出了風(fēng)機盤管室溫PI~λD~μ(Indoor Temperature Fractional Order PID Controller,IT-FOPIDC)和送風(fēng)量PI控制器(Supply Air Volume PI Controller,SAV-PIC)的設(shè)計方法。對于室溫PI~λD~μ和送風(fēng)量PI的控制器參數(shù)整定問題,本文提出了改進(jìn)的蟻群算法(Improved Ant Colony Algorithm,IACA),整定出相應(yīng)的7個參數(shù)最佳值。通過室溫PI~λD~μ和送風(fēng)量PI復(fù)合控制系統(tǒng)的仿真。在改變FCU冷、熱水調(diào)節(jié)閥開度的同時,也對送入空調(diào)房間的冷、熱風(fēng)量進(jìn)行連續(xù)控制,以達(dá)到室溫平穩(wěn)的調(diào)節(jié)效果與良好的舒適度。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.基于分?jǐn)?shù)階PID基礎(chǔ)理論,采用改進(jìn)的Oustaloup算法設(shè)計分?jǐn)?shù)階的濾波器,且利用MATLAB/Simulink模塊對PI~λD~μ控制器和目標(biāo)函數(shù)ITAE(Integral-Time-Absolute Error)進(jìn)行功能封裝。2.基于空調(diào)和自控的相關(guān)機理分析,分別對空調(diào)房間溫度對象及冷/熱盤管、室溫測量變送器、冷/熱水流量調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機、風(fēng)機配用的變頻器和室溫PI~λD~μ和送風(fēng)量PI控制器進(jìn)行建模。對蒸發(fā)系數(shù)ρ加以指數(shù)函數(shù)變化,提出了適用于這兩個控制器參數(shù)整定的IACA。通過經(jīng)典函數(shù)的驗算和水箱液位實驗的驗證,表明了IACA是可行的。3.在空調(diào)冬季和夏季的運行工況下,分別運用IACA對FCU作用下的IT-FOPIDC和SAV-PIC的7個參數(shù)進(jìn)行整定,獲取其最佳值。借助MATLAB/Simulink對該復(fù)合控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和數(shù)值模擬觀察其控制效果。結(jié)果表明,該控制方式能夠使FCU空調(diào)系統(tǒng)滿足空調(diào)工藝指標(biāo)的控制要求。4.對于相同的空調(diào)房間溫度對象和空調(diào)指標(biāo)要求,又分別進(jìn)行了室溫PI~λD~μ單回路控制方式和室溫PID和送風(fēng)量PI復(fù)合控制方式的數(shù)值模擬�；诮Y(jié)果分析,可看出本文提出室溫PI~λD~μ和送風(fēng)量PI的復(fù)合控制方式相比于其他兩種控制方式,其控制性能,如調(diào)節(jié)時間短和超調(diào)量較小,明顯占優(yōu)。
【圖文】：

碩士學(xué)位論文Dtαaf t +bg t =a0Dtαf t0+b0Dtαg t (2加性質(zhì)，，即Dtα0Dtβf t0= Dtβ0Dtα0f t = Dtα+β0f t (2析函數(shù) f(t)的分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù) Dtαf t0對 α 和 t 都是解析的。 α 為整數(shù)時，分?jǐn)?shù)階微分 Dtαf t0與整數(shù)階 n 階微積分有相同的結(jié)果。 α=0 時， Dtα0f t =f(t)。數(shù)階 PID 控制器階 PID 控制器，即 PIλDμ控制器，其傳遞函數(shù)為：Gfcs =U sE s=KP+KIs-λ+KDsμ0 λ, μ 2 (2，KP—比例增益；KI—積分常數(shù)；KD—微分常數(shù)；λ—積分階次；μ—微分階次；U(s)—PIλDμ控制器的輸出；E(s)—PIλDμ控制器的輸入。階單位負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示.1 分?jǐn)?shù)階單位負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)控制器包含了積分階次 λ 和微的整數(shù)階 PID 控制器。 PID 控制只能在 OACB 四個圖 2.2 坐標(biāo)系所示陰影范圍內(nèi)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU831

【參考文獻(xiàn)】

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10 黃奕l

本文編號：2591670