基于Smith預(yù)估器的模糊PID控制在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、中央空調(diào)是智能建筑的重要組成部分，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，中央空調(diào)的使用將越來(lái)越普遍。然而，由于現(xiàn)在的中央空調(diào)控制大多數(shù)采用傳統(tǒng)的PID控制算法，而中央空調(diào)系統(tǒng)的高階非線性、時(shí)變、大時(shí)滯等特點(diǎn)，使得常規(guī)PID控制的控制效果欠佳，系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，能源消耗大。因此，研究中央空調(diào)控制參數(shù)的實(shí)時(shí)在線整定可以縮短系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間，提高控制精度和穩(wěn)定性，有效降低空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗。
　　本文分析了中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本組成，

2、在此基礎(chǔ)上，建立了空調(diào)系統(tǒng)空氣處理環(huán)節(jié)的被控對(duì)象模型。從影響空調(diào)控制效果的時(shí)變性、非線性、大時(shí)滯入手，利用模糊控制不依賴被控對(duì)象精確模型的特點(diǎn)，由模糊算法在線整定PID控制器參數(shù)。對(duì)于模糊控制器存在的控制精度不夠，有可能在平衡點(diǎn)發(fā)生振蕩的缺點(diǎn)，本文在研究學(xué)習(xí)了李洪興提出的變論域理論后，將變論域的思想引入設(shè)計(jì)中。并為簡(jiǎn)化控制器算法的設(shè)計(jì)使用變比例因子代替直接變論域的辦法，使模糊控制器能根據(jù)系統(tǒng)誤差變動(dòng)的范圍動(dòng)態(tài)調(diào)整其論域，達(dá)到消除系統(tǒng)振蕩

3、，提高控制精度的目的。
　　對(duì)于空調(diào)房間系統(tǒng)大時(shí)滯的特性，本文引入Smith預(yù)估控制算法，克服時(shí)滯對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。為解決Smith預(yù)估器存在的對(duì)系統(tǒng)精確模型嚴(yán)重依賴的缺點(diǎn)，在以系統(tǒng)穩(wěn)定性為前提的情況下，使用C.C.Hang改進(jìn)后的Smith預(yù)估器結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)針對(duì)本文的系統(tǒng)模型進(jìn)行研究。通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)了算法存在的問(wèn)題和不足并針對(duì)性的提出改進(jìn)，使C.C.Hang結(jié)構(gòu)的Smith預(yù)估器具有自適應(yīng)能力可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)特性

4、調(diào)整控制器參數(shù)，最終使系統(tǒng)得到理想的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
　　文章最后將本算法與PID、模糊PID及Smith模糊PID一起進(jìn)行仿真對(duì)比分析，得到系統(tǒng)不同狀態(tài)下的四種控制算法仿真特性曲線。根據(jù)曲線的各項(xiàng)性能指標(biāo)列表進(jìn)行對(duì)比分析，由仿真參數(shù)可知本算法要優(yōu)于其它三種算法。
　　總結(jié)以上：對(duì)于中央空調(diào)這樣的高階非線性、時(shí)變、大時(shí)滯系統(tǒng)，本文所設(shè)計(jì)的控制策略具有較好的控制效果和動(dòng)態(tài)特性，有一定的自適應(yīng)能力，能夠克服時(shí)變、時(shí)滯等不利因素對(duì)系統(tǒng)的