模糊PID控制在地铁车厢空调中应用

《模糊PID控制在地铁车厢空调中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、模糊PID控制在地铁车厢空调中的应用沈阳建筑大学信息与控制工程学院马少华王妍崔柳月郭全摘要：针对地铁车厢变风量空调系统具有多变量、纯滞后、非线性的系统特性，将模糊控制和PID控制技术结合，建立了模糊PID控制器，有效实现对车厢内温度的合理控制。结果表明，该控制方法能使系统具有良好的动态性能和稳态性能，控制精度高，节能效果显著，具有广泛的应用前景．关键词:地铁车厢，变风量空调；模糊PID控制；ApplicationofFuzzyPIDControlinMetroCarriagesAirConditioningFacultyofInformationan

2、dControlEngineeringShenyangJianzhuUniversityMaShao-huaWangYanGuoQuanCuiLiu-yueGuoQuanAbstract:AimingattheproblemsthatthemetrocarriagesVAVsystemhassuchcharacteristicsasmultivariable,largetimedelayandnonlinearity,combiningFuzzycontrolwithPIDcontroltechnology,FuzzyPIDcontrollerwas

3、established.Controllingthemetrocarriagestemperaturewaseffectivelyrealized.Theresultsshowthatwithadoptingtheproposedcontrolmethod，thesystemexhibitsgooddynamicandsteadyperformances,highcontrolprecision,obviousenergy-savingeffectandwideapplicationprospect．Keywords:Metrocarriages;V

4、AV;FuzzyPIDcontrol引言:随着我国的经济发展，地铁已成为现代化大都市的标志。地铁具有高效、快捷、舒适、安全、无污染和载客量大的特点和优势[1]。地铁是一种特殊的地下建筑，也是人流聚集的公共场所，造成了地铁内热量的增加，使人们对生活环境舒适性的要求也越来越高，空调成为客车内不可缺少的设备。由于传统PID控制由于其PID参数难以在线整定，对非线性、时变和机理复杂的过程存在控制难的问题。地铁空调控制系统是一个干扰性大、高度非线性、不确定的系统，设计了地铁车厢温控模糊PID控制控制系统，其控制参数随环境、时间、负荷的变化而变化，如果用固定参数

5、的控制方法很难达到满意的控制效果。模糊控制最大特点是对各类具有非线性、不确定性、时变的复杂系统控制时显示了鲁棒性好、控制性能高的优点[2]。将模糊控制与PID控制相结合，既具有模糊控制的灵活性且适应性强的特点，又具有PID控制器精度高的优点。本文采用模糊PID控制技术对地铁车厢空调温度进行控制，使乘客乘坐时的舒适度达到最佳。1、地铁车厢温控模糊控制器设计1.1、模糊PID控制器结构模糊自适应PID控制器主要由参数可调整的PID控制器和模糊推理器两部分组成，模糊推理器以误差e和误差变化率ec作为输入变量，首先进行模糊化计算，然后根据模糊控制规则进行逻辑

6、推理和判决，得到输出变量为PID控制器的三个参数k、k、k的调整系数，再根据初始参数，得到最终的PID控制参数[3]。满足不同时刻的e和ec对PID参数自整定的要求，使被控对象具有良好能的动、静态性能，其基本结果图如图1所示。图1模糊PID控制器结构图1.3、隶属度函数的确定根据地铁车厢空调系统的工作情况，模糊PID控制器采用二输入三输出的形式，把地铁车厢内温度与地铁车厢外温度差值e和温差变化率ec作为输入变量，PID控制器的3个增益为输出变量，即k是比例增益；k是积分增益；k是微分增益。设定输入变量e和ec，输出变量的模糊子集都为{NB，NM，NS

7、，ZO，PS，PM，PB}。子集中的元素分别代表负大、负中、负、小、零、正小、正中、正大，设它们都服从正态分布。输入变量e和ec量化论域为［－3，+3］，输出变量k/k/k的量化论域均定为［－3，+3］。两输入偏差e和偏差变化率ec的隶属函数采用三角形函数[4]。1.4、模糊控制规则的建立建立规则库再结合专家经验，找出PID三个参数与偏差e和偏差变化率ec之间的模糊关系，在运行中通过不断检测e和计算ec，再根据模糊控制原理来对三个参数进行在线修改，以满足不同e和ec时对PID控制器参数的不同要求，从而使被控对象具有良好的动、静态性能。PID控制中比例

8、系数k在于加快系统的响应速度，提高系统调节精度。积分系数k的作用在于消除系统的稳态误差，微分系数k的作用在于