基于模糊控制的中央空调节能分析与研究.pdf

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文（全日制专业学位硕士）题目基于模糊控制的中央空调节能分析与研究（英文）AnalysisandResearchofEnergySavingforCentralAirConditioningBasedonFuzzyControl研究生学号:1208521011研究生姓名:吴小娜指导教师姓名、职务:朱国魂副教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:控制工程提交论文日期:2014年10月论文答辩日期:2014年12月万方数据万方数据摘要摘要中央空调系统，作为创造舒适、高效的工作和生活环境不可或缺的重要

2、基础设施，在营造良好环境的同时，也产生了巨大的能源消耗。作为建筑能耗的重要组成部分，对其进行节能降耗的研究成为智能建筑研究的热点之一。常规的PID控制比较依赖精确的数学模型，而且，其调节品质依赖于自身参数的整定。中央空调系统滞后现象比较严重，用常规PID控制，不仅调整费时费力，而且难以获得令人满意的控制效果。因此，本论文在研究模糊控制的基础上，将模糊控制技术与常规的PID控制技术相结合，提出了一种模糊PID控制策略。针对空调冷冻水系统，设计了模糊PID控制器，并做了仿真研究。研究表明，本论文设计的控制器在维持冷冻水回水温

3、度稳定在设定值附近方面，与常规PID控制相比，具有更好的控制效果。最后，以PLC为硬件平台，实现了模糊PID算法，对实际工程应用有一定的参考价值。论文主要完成了以下工作：（1）对企业中央空调系统能耗进行了相关调研，分析指出了中央空调系统节能的必要性和重要性。针对当前中央空调系统的节能技术，比较分析了国内外中央空调系统节能控制的研究现状，并指出了节能发展趋势，从而确立了中央空调节能控制的重大意义和实现途径。（2）重点分析了中央空调系统的组成，同时分析了空调系统的能耗技术特点，并给出相应的节能对策。此外，还研究了中央空调系统

4、节能控制策略，并在冷冻水侧探讨泵组优选的控制方法，以及模糊控制在中央空调节能控制系统中的适用性。（3）系统介绍了模糊控制理论的数学基础及基本原理，并对一般模糊控制系统的组成以及模糊控制器器的设计进行了详细的研究，其中，模糊控制系统的基本原理及模糊控制器的设计步骤为后续模糊算法的设计提供了理论指导。（4）对比分析了现有中央空调系统控制策略的不足，将模糊控制与常规PID控制结合，提出模糊PID算法，在空调冷冻水系统中建立模糊PID控制器，并对其进行了Matlab仿真研究，验证了算法的可行性。（5）在深圳某大厦中央空调系统中，

5、进行泵组优选实验，并对数据运用相关数学软件进行分析研究，进一步验证了泵组优选控制策略的节能有效性。（6）以PLC为控制平台，在确定了模糊PID算法的硬件平台框架后，进行了主从PLC、工控机、变频器等的相关硬件选型，然后在所选的PLC和工控机上通过编程实现软件设计，完成了模糊PID在PLC中的实现。关键词：建筑节能；中央空调系统；模糊控制；泵组优选I万方数据AbstractAbstractCentralair-conditioningsystem,asanindispensableinfrastructuretocreat

6、eacomfortableandefficientworkingandlivingenvironment,hasalsoproducedahugeenergyconsumptionwhilecreatingagoodenvironment.Asanimportantpartofbuildingenergyconsumption,theresearchonitsenergysavinghasbecomeoneofthehotpointsinintelligentbuildingresearch.Theconventiona

7、lPIDcontroldependsmoredependentonprecisemathematicalmodel,anditsqualityreliesonparametertuning.However,centralair-conditioningsystemlagsquiteseriously,usingconventionalPIDcontrol,notonlyneedstospendmoretimeandspiritonadjusting,butalsohasdifficultiestoobtainsatisf

8、actorycontroleffect.Therefore,onthestudybasisoffuzzycontrol,thisstudypresentsafuzzyPIDcontrolaftercombiningfuzzycontroltechnologyandconventionalPIDcontroltechn