模糊控制在中央空調(diào)變頻節(jié)能及其末端房間的應(yīng)用研究

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,中央空調(diào)已經(jīng)應(yīng)用到了樓宇建筑物的方方面面。然而,目前國(guó)內(nèi)的中央空調(diào)系統(tǒng)多采用定頻控制,能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。此外,中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)典型的多變量、非線性、時(shí)變系統(tǒng),其控制難度較高。因此,研究先進(jìn)控制策略應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造具有巨大的科研價(jià)值以及市場(chǎng)前景。本文針對(duì)中央空調(diào)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了中央空調(diào)智能模糊控制策略,達(dá)到中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能、高效運(yùn)行的目的。 本文的主要工作內(nèi)容包括： 1.實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)各器件額定換熱量、功率、水管管路等參數(shù)；確立了中央空調(diào)各器件的廠家型號(hào),訂購(gòu)了所需的各種設(shè)備以及軟硬件；對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)械安裝、電器安裝、電器調(diào)試；完成了中央空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)的軟硬件設(shè)計(jì),成功實(shí)現(xiàn)了基于OPC通信協(xié)議、力控組態(tài)軟件以及MATLAB的監(jiān)控系統(tǒng),充分利用了MATLAB編寫(xiě)高級(jí)控制策略的優(yōu)勢(shì)。 2.根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)難以建模、時(shí)變性、回路多以及定頻運(yùn)行能耗大的特點(diǎn),把中央空調(diào)系統(tǒng)分成了冷卻水送水溫度、冷凍水送水溫度、冷卻水溫差、冷凍水溫差、空氣處理機(jī)組送風(fēng)靜壓控制五個(gè)子模塊。針對(duì)提出的各子模塊,通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模糊變論域控制策略,成功實(shí)現(xiàn)了各子模塊的控制,達(dá)到了冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵、壓縮機(jī)、空氣處理機(jī)組送風(fēng)風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,相較與基本模糊控制、PID控制,模糊變論域控制能很好的應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)變頻控制中,達(dá)到高效運(yùn)行、節(jié)能降耗的目的。 3.對(duì)房間溫度進(jìn)行了機(jī)理建模,并通過(guò)階躍響應(yīng)法辨識(shí)出了房間溫度模型。利用PID控制、模糊變論域控制以及模糊PID控制對(duì)辨識(shí)出的模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)與仿真,同時(shí)應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,相較于其他控制策略,在上升時(shí)間基本一樣的情況下,模糊PID控制的調(diào)節(jié)時(shí)間最短并且沒(méi)有超調(diào),能很好地應(yīng)用于房間溫度控制,提高了用戶舒適度。 【關(guān)鍵詞】：中央空調(diào) 水泵 風(fēng)機(jī) 變頻 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟硬件實(shí)現(xiàn) 模糊變論域 末端房間 粒子群優(yōu)化 PID 模糊PID
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TP273.4;TB657.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 引言12
• 1.2 課題研究的背景及意義12-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文工作內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排15-18
• 1.4.1 本文主要工作內(nèi)容15-16
• 1.4.2 本文結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 中央空調(diào)變頻控制節(jié)能分析18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理18-20
• 2.2.1 逆卡諾循環(huán)18-19
• 2.2.2 中央空調(diào)工作流程19-20
• 2.3 中央空調(diào)變頻節(jié)能的理論基礎(chǔ)20-21
• 2.3.1 電機(jī)變頻調(diào)速20-21
• 2.3.2 電機(jī)速度與能量的關(guān)系21
• 2.4 中央空調(diào)節(jié)能控制原理21-23
• 2.5 中央空調(diào)系統(tǒng)變頻控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-28
• 2.5.1 冷凍水溫差控制結(jié)構(gòu)23-24
• 2.5.2 冷卻水溫差控制結(jié)構(gòu)24-25
• 2.5.3 冷卻水送水溫度控制結(jié)構(gòu)25
• 2.5.4 冷凍水送水溫度控制結(jié)構(gòu)25-26
• 2.5.5 末端風(fēng)機(jī)變頻控制結(jié)構(gòu)26-27
• 2.5.6 自適應(yīng)模糊變頻控制策略27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第三章 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟硬件實(shí)現(xiàn)30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型30-32
• 3.2.1 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)以及參數(shù)設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.2 系統(tǒng)器件31-32
• 3.3 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)32-37
• 3.3.1 硬件選型表32-33
• 3.3.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)33
• 3.3.3 數(shù)據(jù)采集控制模塊33-34
• 3.3.4 變頻器34
• 3.3.5 通信協(xié)議以及硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖34-37
• 3.4 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)37-44
• 3.4.1 力控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)37-41
• 3.4.2 OPC通信協(xié)議41-42
• 3.4.3 MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 中央空調(diào)系統(tǒng)模糊變論域控制器設(shè)計(jì)46-70
• 4.1 引言46-47
• 4.2 基本模糊控制器47-51
• 4.2.1 模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)47-49
• 4.2.2 基本模糊控制器結(jié)構(gòu)49-51
• 4.3 中央空調(diào)變頻模糊變論域控制器51-53
• 4.4 仿真結(jié)果53-60
• 4.4.1 冷卻水送水溫度模型的辨識(shí)53-54
• 4.4.2 PID控制仿真結(jié)果54-56
• 4.4.3 基本模糊控制器仿真結(jié)果56-58
• 4.4.4 模糊變論域控制仿真結(jié)果58-60
• 4.5 實(shí)際運(yùn)行結(jié)果60-67
• 4.5.1 冷卻水溫差控制實(shí)際運(yùn)行結(jié)果60-63
• 4.5.2 冷凍水溫差控制實(shí)際運(yùn)行結(jié)果63-64
• 4.5.3 冷凍水送水溫度控制實(shí)際運(yùn)行結(jié)果64-65
• 4.5.4 冷卻水送水溫度控制實(shí)際運(yùn)行結(jié)果65-66
• 4.5.5 空氣處理機(jī)組靜壓控制實(shí)際運(yùn)行結(jié)果66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-70
• 第五章 中央空調(diào)末端房間溫度模糊PID控制器設(shè)計(jì)70-84
• 5.1 引言70
• 5.2 末端房間溫度建模以及模型的辨識(shí)70-72
• 5.2.1 房間建模70-71
• 5.2.2 模型辨識(shí)71-72
• 5.3 模糊PID控制器設(shè)計(jì)72-76
• 5.3.1 模糊PID控制器72-73
• 5.3.2 模糊PID控制器參數(shù)優(yōu)化73-76
• 5.4 仿真結(jié)果76-78
• 5.4.1 PID仿真結(jié)果76
• 5.4.2 模糊變論域仿真結(jié)果76
• 5.4.3 模糊PID控制器仿真結(jié)果76-78
• 5.4.4 綜合比較78
• 5.5 實(shí)際運(yùn)行結(jié)果78-81
• 5.6 本章小結(jié)81-84
• 第六章 總結(jié)和展望84-86
• 6.1 課題結(jié)論84-85
• 6.2 今后研究展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 作者攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與的項(xiàng)目92-94
• 作者簡(jiǎn)介94

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專(zhuān)刊前言    

傳統(tǒng)模糊控制的雙重特性(英文)    李涵雄,陳關(guān)榮

除濕機(jī)中采用新型模糊控制方案的實(shí)驗(yàn)研究    金立文,俞炳豐,底冰,王灃浩,李紅旗

在系統(tǒng)可編程技術(shù)在模糊控制中的應(yīng)用    邢建春,張海濤,王平,李炎新

食品冷庫(kù)制冷裝置的模糊控制    曾春利,葛茂泉,何為

模糊控制新技術(shù)在煉鐵廠沖渣系統(tǒng)中的應(yīng)用    李德平

模糊控制在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    王毅峰,李令奇

食品冷凍干燥過(guò)程溫度的模糊控制    文懷興,蘇宇鋒,夏田

模糊控制在家電產(chǎn)品中的應(yīng)用與展望    肖健華,經(jīng)順林

鍋爐溫度的模糊控制    柴景武;王建農(nóng);

提高模糊控制品質(zhì)的一種方法    章海清;吳慶憲;

模糊控制的集成優(yōu)化    盛萬(wàn)興;戴汝為;

深海采礦車(chē)的自修正專(zhuān)家模糊控制    韓曉英;王隨平;陳峰;桂衛(wèi)華;

自組織模糊控制的分類(lèi)與進(jìn)展    戴學(xué)豐;張敬;劉艷菊;

基于模糊控制精確施藥方法的研究    張發(fā)軍;方子帆;

鍋爐燃燒系統(tǒng)模糊控制研究    王永標(biāo);魏毅立;

模糊控制在發(fā)電機(jī)組調(diào)頻調(diào)載中的應(yīng)用    李勇;

智能模糊控制在煙葉發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用    易繼鍇;周希;侯媛彬;

埋弧焊過(guò)程的模糊控制    鄭春紅;蘇玉鑫;

發(fā)射機(jī)相關(guān)電機(jī)控制系統(tǒng)的模糊控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    河南 孟憲坤

水泥回轉(zhuǎn)窯模糊控制集散系統(tǒng)通過(guò)鑒定    張國(guó)宏

FZ-750A智能模糊控制電飯鍋電路及工作電路    北京 閆飛

三源牌模糊控制電飯鍋原理及檢修    安徽 潘樹(shù)榮

金洲科瑞：在模糊控制中實(shí)現(xiàn)精確節(jié)能    本報(bào)記者 秦可

洗滌技術(shù)的重大突破    張寶

鋁電解槽控機(jī)電氣系統(tǒng)改造成功    王智堂 陳富川

變頻技術(shù)首次用于國(guó)產(chǎn)洗衣機(jī) 模糊控制節(jié)能節(jié)水市場(chǎng)前景好    

模糊控制工程應(yīng)用若干問(wèn)題研究    彭勇剛

基于模糊控制的最優(yōu)生產(chǎn)存儲(chǔ)控制策略研究    莫巨華

空間分布動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的3-D模糊控制設(shè)計(jì)與分析    張憲霞

非線性時(shí)滯系統(tǒng)模糊控制的研究    魏新江

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球磨機(jī)制粉系統(tǒng)智能控制算法的研究及應(yīng)用    梁偉平

基于LMI的非線性時(shí)滯系統(tǒng)的魯棒模糊控制與濾波研究    陳志盛

非線性系統(tǒng)模糊控制研究    劉曉華

非線性系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)模糊控制研究    潘永平

模糊控制在光電跟蹤伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    韓曉泉

基于灰色模型的預(yù)測(cè)模糊控制的研究    馬志芳

電液位置伺服系統(tǒng)改進(jìn)型模糊控制器設(shè)計(jì)及其在線實(shí)現(xiàn)方法    吳遠(yuǎn)會(huì)

基于模糊控制技術(shù)的數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)    吳艦

基于模糊控制的余氯實(shí)時(shí)在線檢測(cè)系統(tǒng)研制    李業(yè)鑫

模糊控制在直流調(diào)速系統(tǒng)中的改進(jìn)研究    董子文

多模型優(yōu)化模糊控制算法的應(yīng)用研究    徐前鋒

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在線推理修正模糊控制的算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    丁鳴艷

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