轨道车辆空调系统出风温度控制的探讨

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1、轨道车辆空调系统出风温度控制的探讨：结合目前国内各轨道空调设计要求、车辆技术规格要求和轨道车辆空调的实际运营情况，针对轨道车辆空调的特点，提出了在轨道车辆空调系统设计中采用送风温度控制策略，提高车厢内温度稳定性。　　关键词：轨道车辆；空调系统；PID控制；送风温度；模糊控制　　Abstract:biningthedomesticvariousrailairconditioningdesignrequirements,thetechnicalspecificationsandrailvehicleairconditioningoftheactualop

2、erationsituation,inviedesignperaturecontrolstrategy,improvethepartmenttemperaturestability.　　Key;PIDcontrol;Supplyairtemperature;Fuzzycontrol　　　　　　：TU831.3+5：A：　　引言：　　目前轨道车辆空调系统通过统回风温度控制方式已无法满足车厢内舒适性指标，本文结合组轨道车辆空调的特点，就采用以模糊PID串级控制模型的送风温度为目标温度的控制策略进行的探讨。　　1送风控制策略　　在普通轨道车辆空调系统里，温

3、度控制体系一般只基目标温度与回风温度的差值，通过回差或常规的PID控制模型来实现，由于回风温度在整个温度变化过程中有着较大的滞后性，使得温度控制需要相当长的响应时间，照成车厢内温度波动较大，使旅客感觉忽冷忽热，影响了乘客区的舒适度。　　　　1.1模糊PID算法　　模糊PID控制模型将采样时所获得的偏差及偏差变化信号来判断外界及车厢环境的变化情况，然后根据此情况来调整PID控制器的Kp，Ki，Kd的参数，从而更好的实现温度控制。　　模糊PID控制的数学模型结构式如下：　　　　其中：KP=KP0+△p；KP0为比例参数的初值　　Ki=KI0+△i；KI0

4、为积分参数的初值　　Kd=KD0+△d；KD0为微分参数的初值　　1.2送风控制系统模型搭建　　为了更加精确的控制轨道车辆车厢的温度，我们采取送风温度控制的控制策略，这需要空调系统中要有三个温度检测点，分别是新风温度，送风温度，回风温度。空调系统根据新风温度、送风温度、回风温度传感器检测的温度及变化计算出一个送风温度的目标值，再根据这个值来调节空调系统的送风温度。具体模型如下：　　图1送风温度控制模型　　由于轨道车辆车厢温度是一个延迟大，内外环境温度变化复杂的被控对象。为了更加精确的控制轨道车辆车厢的温度，我们所讨论的送风温度控制策略采用是模糊PID

5、串级控制模型，如上模型所示，该模型是以空调系统的送风温度为副回路，以车厢温度为主回路的模糊PID串级控制模型，在空调系统工作时控制器通过外界新风温度计算出车厢的目标温度和预计送风设定温度，再由模糊PID串级控制模型的主回路的回风温度和车厢目标温度的偏差及其变化率计算出回风偏差影响值，回风偏差影响值加上预计送风设定温度计算出送风设定温度，通过副回路的送风温度与送风设定温度的偏差及其变化率来控制空调系统中压缩机的启停，使送风温度达到理想的送风温度设定值，从保持车厢温度的稳定。　　2控制函数及参数整定　　2.1车厢目标温度（Tsp）　　根据UIC553标准

6、，轨道车辆车厢的额定温度并不是一成不变的，而是随着外界新风平均温度（Text）变化而变化:　　输入变量：新风温度（Text）　　当新风温度小于等于20ºC时：车厢设定温度如下：　　Tsp=22ºC　　当新风温度高于20ºC小于35ºC时，车厢设定温度公式如下：　　Tsp=22+0.2(Text-20)ºC　　当新风温度为35ºC时，客室区设定点是25ºC。如果新风温度高于35ºC，小于40ºC房间设定温度公式如下：　　Tsp=25+0.4(Text-35)&or

7、dm;C　　当新风温度大于等于40ºC时，　　Tsp=27ºC　　2.2预计送风设定温度（tci_initial）　　输入变量：新风温度（Text）　　为达到车厢的目标温度，需要车厢的目标温度配置一个预计送风设定温度。　　出风温度参照下图中红线标示的曲线进行计算，曲线由以下工作点构成：　　新风温度低于-15ºCTci_initial：28ºC　　新风温度：0ºCTci_initial：25ºC　　新风温度：20ºCTci_initial：17ºC　　新风温度大于：35&o

8、rdm;CTci_initial：15ºC　　Tci_initial：预计送风设定温度　　2.3回