海上平臺冷庫建模、控制與仿真.pdf

1、海上平臺冷庫制冷系統(tǒng)是多輸入多輸出(MIMO)、強耦合、時變、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，并且其制冷性能受到運行工況、室內(nèi)負荷等多種因素的影響。因此，要對海上平臺冷庫制冷系統(tǒng)進行綜合優(yōu)化控制，取得理想的控制品質(zhì)和節(jié)能效果，就有必要建立海上平臺冷庫制冷系統(tǒng)的控制用數(shù)學(xué)模型，并對其多變量控制方法進行研究，分析影響冷庫制冷系統(tǒng)性能的因素，從而找出控制方法。
　　 本文在系統(tǒng)分析冷庫制冷系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上，提出了基于非線性多變量的控制方法，其中包括

2、模糊PID控制器和最大COP控制組合而成的控制方法，從而實現(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)壓縮機頻率和電子膨脹閥開度聯(lián)合調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)控制方法，最終達到溫差調(diào)節(jié)和系統(tǒng)COP值的最優(yōu)化。
　　 本文所做的研究工作主要包括以下內(nèi)容：
　　 首先在分析制冷循環(huán)熱力學(xué)原理的基礎(chǔ)上建立了基于狀態(tài)空間描述的制冷系統(tǒng)動態(tài)非線性數(shù)學(xué)模型。然后針對冷庫制冷系統(tǒng)這一類MIMO非線性復(fù)雜系統(tǒng)，建立了非線性動態(tài)控制模型，討論了這個模型內(nèi)部耦合關(guān)系，確定了系統(tǒng)的輸入輸

3、出控制量，結(jié)合多變量模糊PID控制器的設(shè)計，對冷庫系統(tǒng)制冷量調(diào)節(jié)構(gòu)造了閉環(huán)控制方案。
　　 進而，考慮制冷系統(tǒng)在變工況情況下，制冷機組能耗最低的問題，以制冷系統(tǒng)COP值保持最大為優(yōu)化目標，通過調(diào)節(jié)冷庫房間內(nèi)蒸發(fā)器前的電子膨脹閥開度值，使冷庫房間溫度達到預(yù)先設(shè)定值的要求，同時保持制冷系統(tǒng)COP值最大，使制冷系統(tǒng)節(jié)能效果最佳。
　　 最后的仿真實驗結(jié)果表明，本文建立的冷庫仿射非線性模型是正確的，所提出的多變量控制方法能夠適應(yīng)