空調(diào)房間溫濕度PIλDμ解耦控制器的仿真研究及其性能分析.pdf

1、空調(diào)與自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)于保持室內(nèi)良好的熱濕環(huán)境，滿足各情況下的舒適性需求起著至關(guān)重要的作用。由于空調(diào)房間的溫濕度對(duì)象具有大慣性、較大時(shí)滯與耦合等復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特性，一些經(jīng)典的控制技術(shù)及其應(yīng)用，如整數(shù)階PID室內(nèi)溫濕度控制系統(tǒng)的控制效果就不甚理想。因此，如何設(shè)計(jì)合理的新型室內(nèi)溫濕度控制器，使得相應(yīng)的空調(diào)控制系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)，克服室內(nèi)熱濕干擾，滿足室內(nèi)溫濕度穩(wěn)定的空調(diào)工藝要求，始終成為空調(diào)參數(shù)控制理論與技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　綜合分?jǐn)?shù)

2、階微積分理論，解耦控制理論和PID控制技術(shù)，本文針對(duì)空調(diào)房間的溫濕度對(duì)象具有大慣性、較大時(shí)滯、時(shí)變與耦合等特性，提出了室內(nèi)溫度與濕度控制通道的解耦算法以及室內(nèi)溫濕度PIλDμ控制器的設(shè)計(jì)方案及其控制器參數(shù)的整定方法，且運(yùn)用Matlab軟件作為室內(nèi)溫濕度PIλDμ控制器及其控制系統(tǒng)的數(shù)值分析工具，對(duì)室內(nèi)溫濕度的控制效果進(jìn)行了數(shù)值模擬，獲取了表征其性能指標(biāo)的室內(nèi)溫濕度變化規(guī)律，其主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.基于機(jī)理建模方法，對(duì)空調(diào)房間

3、的溫度與濕度對(duì)象、空氣處理機(jī)組、溫濕度參數(shù)測(cè)量單元、執(zhí)行單元的輸入/輸出特性和控制器進(jìn)行了輸入\輸出特性的分析，分別建立了溫度對(duì)象、濕度對(duì)象及其溫濕度參數(shù)測(cè)量通道、冷/熱水流量調(diào)節(jié)通道與加濕蒸汽流量調(diào)節(jié)通道的傳遞函數(shù)表達(dá)式。
　　2.基于整數(shù)階PID控制器的參數(shù)整定方法，理論分析了PIλDμ控制器中的積分階次λ與微分階次μ變化時(shí)，對(duì)控制效果的影響。而且通過(guò)數(shù)值模擬被控對(duì)象的階躍響應(yīng)輸出，獲取了λ與μ的適宜取值范圍。
　　3.

4、針對(duì)室內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)通道之間存在強(qiáng)耦合效應(yīng)，應(yīng)用前饋補(bǔ)償法設(shè)計(jì)出室內(nèi)溫度與濕度控制通道的解耦算法，使得溫濕度控制系統(tǒng)分別成為獨(dú)立的控制單元，從而室內(nèi)溫度和濕度PIλDμ控制器能夠各自進(jìn)行控制參數(shù)Kp，KI，Kd，λ，μ的整定。
　　4.由于PIλDμ控制器性能的高低取決于其自身的5個(gè)控制參數(shù)取值多少。因此，將空調(diào)工藝對(duì)室內(nèi)溫濕度變化的誤差要求作為控制目標(biāo)，提出一種迭代式漸進(jìn)變化的控制參數(shù)整定算法，分別獲取室內(nèi)溫度和濕度PIλDμ控

5、制器的控制參數(shù)最佳值Kp*，KI*，Kd*，λ*，μ*?；贛atlab中的Simulink環(huán)境，在空調(diào)制冷、制熱兩種模式下，分別對(duì)該溫濕度分?jǐn)?shù)階PID解耦控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和數(shù)值仿真。結(jié)果表明，該溫濕度PIλDμ解耦控制系統(tǒng)在理論上是可行的，且性能指標(biāo)滿足空調(diào)工藝要求。
　　5.對(duì)于相同的室內(nèi)溫濕度對(duì)象，在空調(diào)冬季和夏季工況下，也分別進(jìn)行了PIλDμ解耦方式與PID解耦方式與PID非解耦控制方式的數(shù)值模擬?；跀?shù)值模擬結(jié)果的分析與