模糊Smith-PID在空調(diào)房間溫度控制中的仿真研究.pdf

1、變風(fēng)量(VAV)空調(diào)是為滿足節(jié)能舒適的要求而產(chǎn)生的一種全空氣空調(diào)系統(tǒng)。但其運(yùn)行過程復(fù)雜難控,采用經(jīng)典控制策略難以保證其控制精度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。故將模糊控制、Smith預(yù)估控制等先進(jìn)控制理論引入到VAV空調(diào)系統(tǒng)中,可大幅度提高VAV空調(diào)房間溫度的控制性能。
　　本文針對VAV空調(diào)房間溫度控制系統(tǒng),在溫度單參量控制下建立其數(shù)學(xué)模型,并利用MATLAB/SIMULINK對其進(jìn)行了模擬仿真研究。最后通過水域溫度控制實(shí)驗(yàn),對模糊Smith-

2、PID控制算法的實(shí)用和有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證。
　　(1)以能量守恒定律為基礎(chǔ),分析討論了VAV空調(diào)溫控系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)(包括空調(diào)房間、溫度傳感器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器)的特性,得出了VAV系統(tǒng)在溫度單參量控制下的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)針對 VAV空調(diào)房間溫度控制系統(tǒng)的時滯與慣性特性,提出了一種模糊Smith-PID控制策略,利用 Matlab進(jìn)行仿真研究,并通過對房間溫度控制系統(tǒng)在施加干擾、模型失配和溫度突變幾種不同狀況下,分析比較

3、了常規(guī)PID、Smith-PID和模糊Smith-PID控制的系統(tǒng)響應(yīng)特性曲線。仿真結(jié)果表明,模糊Smith-PID控制效果均優(yōu)于常規(guī)PID和Smith-PID控制,并使房間溫度均能控制在給定溫度±0.1℃附近,超調(diào)幾乎為零。
　　(3)以S7-200 PLC為系統(tǒng)控制核心,搭建了與恒溫空調(diào)系統(tǒng)等價的水域溫度控制系統(tǒng)平臺。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,模糊Smith-PID控制算法可使溫度控制精度達(dá)到±0.5℃,基本與仿真結(jié)果一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了該