【摘要】：論文研究一種太陽能與相變蓄熱技術(shù)相結(jié)合的新型新風(fēng)系統(tǒng),屬于綠色能源與節(jié)能領(lǐng)域的研究課題,研究內(nèi)容具有很好的應(yīng)用前景及社會效益。 論文首先建立了小型太陽能新風(fēng)系統(tǒng)模擬裝置,完成了系統(tǒng)建模、仿真與控制方法的研究,為太陽能新風(fēng)系統(tǒng)實際實驗平臺的研制奠定了基礎(chǔ)。然后,完成了太陽能相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)實驗平臺的系統(tǒng)方案設(shè)計與研制工作,深入分析了這種新型新風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律,對新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行了理論研究與實驗驗證。 論文的主要研究工作及成果如下： l、建立了小型太陽能新風(fēng)系統(tǒng)模擬裝置,進(jìn)行了設(shè)計方案驗證、多種運(yùn)行模式控制實驗等研究工作。根據(jù)模擬系統(tǒng)的熱力學(xué)特性及實驗數(shù)據(jù),構(gòu)建了仿真模型,結(jié)合模糊控制實驗對仿真模型進(jìn)行了驗證。 2、針對太陽能相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)實驗平臺測控量多、運(yùn)行模式多,控制關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn),提出了系統(tǒng)設(shè)計方案,建立了基于太陽能和相變蓄熱技術(shù)的新風(fēng)系統(tǒng)實驗平臺。該實驗平臺采用相變蓄熱材料進(jìn)行儲能,在無日照時可繼續(xù)提供熱能,實現(xiàn)對太陽能的有效利用；實驗平臺具有9種運(yùn)行模式,可進(jìn)行多種環(huán)境條件下對新風(fēng)控制的實驗研究。 3、在新風(fēng)系統(tǒng)實驗平臺上設(shè)計完成了大量控制實驗,對不同運(yùn)行模式、不同運(yùn)行階段的特性進(jìn)行了探索和研究,獲得了較為全面的新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行特性與控制規(guī)律,包括新風(fēng)溫度與變頻器控制電壓之間的控制關(guān)系、變頻器控制電壓范圍、新風(fēng)溫度可控范圍、太陽能熱水溫度與新風(fēng)設(shè)定溫度關(guān)系、模式切換時的系統(tǒng)特性等,為后續(xù)系統(tǒng)控制器的設(shè)計提供了充分的實驗數(shù)據(jù)與控制經(jīng)驗。 4、針對太陽能相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)時變、非線性、環(huán)境影響因素多等特點(diǎn),提出了有效的模糊控制策略。該策略采取針對不同的運(yùn)行模式設(shè)計不同的模糊控制規(guī)則,以及在同一運(yùn)行模式下粗調(diào)模糊控制器與細(xì)調(diào)模糊控制器相結(jié)合的控制方案,在提高系統(tǒng)響應(yīng)速度的同時確保了系統(tǒng)的控制精度與穩(wěn)定性。實驗結(jié)果證明,這一控制策略的運(yùn)用保證了對新風(fēng)系統(tǒng)溫度的準(zhǔn)確控制。 5、將自適應(yīng)神經(jīng)模糊控制技術(shù)應(yīng)用于太陽能相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的模糊控制器設(shè)計,根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)樣本,實現(xiàn)Takagi-Sugeno型模糊控制器的自動建立。此方法可成為新風(fēng)系統(tǒng)模糊控制規(guī)則設(shè)計的有效輔助手段,提高模糊控制器的設(shè)計效率。實驗結(jié)果表明,自動建立的模糊控制器在太陽能全部供新風(fēng)和蓄熱槽供新風(fēng)兩種運(yùn)行模式下的控制結(jié)果達(dá)到了人工設(shè)計模糊控制器的控制精度。 6、提出了PID繼電自整定與單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制相結(jié)合的方法,并應(yīng)用該方法設(shè)計了太陽能相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的自適應(yīng)PID控制器。該自適應(yīng)PID控制器具有在繼電自整定確定初始參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行自適應(yīng)參數(shù)調(diào)整的特點(diǎn)。通過不同新風(fēng)溫度設(shè)定控制實驗以及不同運(yùn)行模式變換時對新風(fēng)溫度的穩(wěn)定控制實驗,其實驗結(jié)果滿足新風(fēng)系統(tǒng)的控制精度要求。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2745070