基于模糊自适应PID的空调系统控制研究与工程实践

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文基于模糊自适应PID的空调系统控制研究与工程实践作者姓名：王天阳入学年份：2012指导教师：李界家教授学科领域：控制工程申请学位：工程硕士所在单位：信息学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：厉伟答辩委员会组成：厉伟马斌戴敬片锦香韩忠华高恩阳林硕论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要空调系统是智能建筑系统中的最重要的系统，随着智能建筑技术的不断发展，空调系统在智能建筑中发挥重要作用。传统的空调系统具有高能耗、效率不高的缺点，随着能

2、源危机的日益加重，节能问题成为了重要的课题，同时，对于空调工作效率的要求也不断提高。针对空调系统的高能耗、低效率问题，以燕郊物流城·商谷一号、崔各庄大望京618地块地上部分两个工程实例为研究背景，完成系统主体方案的设计和空调子系统的设计。根据空调系统的工作原理及其特点，建立了空调系统数学模型；完成了空调系统的模糊自适应PID控制器的设计。本文的主要内容包括：首先，分析了空调系统各部件的工作原理和系统组成，建立了空调系统的整体框架。在此基础上，通过物理、数学方法，对空调系统的各部件进行了数学建模，主要包括：表面冷却器数学模型、消声器数学模型、过滤器等部件的数

3、学模型。分析了空调系统的风程阻力和水程阻力，在风阻力分析中，重点分析了空调局部风阻的影响因素；在水循环阻力分析中，重点分析了不同管道类型对于水循环阻力的影响。本文所建立数学的模型，为系统设计提供了理论模型基础。接下来，依托实际工程项目，设计了空调系统的总体设计方案，对中空调系统中的冷热源、空调机组、新风换气机、末端风机盘管进行设计，按系统的性能指标要求进行了设备选型。根据空调系统非线性、大滞后、大惯性的特点，分析了PID控制方法的不足，提出了空调系统的模糊PID自适应控制方法，空调系统的控制采用了模糊PID自适应控制策略，该控制方法通过对系统模糊控制规则调

4、节PID参数，实现PID参数的在线调整，使系统具有良好的动态品质和稳态品质。最后，仿真研究结果表明了该控制方法的可行性和有效性，本文所提出的控制方法有效的改善空调系统的动态性能和稳态性能，超调量和调节时间减小，温度控制精度得到提高。该系统设计通过现场调试，运行效果良好，达到了系统设计要求。采用了模糊PID自适应控制对提高改善空调系统的节能和效率特性更为有效。关键词：空调系统；数学建模；PID控制；模糊理论；自适应；II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractAsanimportpartofintelligentbuil

5、dingsystem,air-conditioningsystemplaysamoreandmoreimportantroleinitwiththedevelopmentofintelligenttechnology.Traditionalair-conditioningsystemshavethedrawbackofhighenergyconsumptionandlowefficiency.Withtheaggravateofenergycritical,energyconservationbecomesanimportanttask.Tosolveth

6、eproblemthattheair-conditioningsystemhasthedrawbackabove,themainschemeanddesignofcontrolsystemisdesignedbasedonthetwoengineeringprojectsinYanjiaologisticscityandChuigezhuang.Mathematicalmodelofair-conditioningsystemisconstructedandtheFuzzy-adaptivePIDcontrollerisdesigned.Themainwo

7、rksofthispapercomesasthefollows:Firstly,ananalysisontheoperationprincipleofeachpartofairconditioningsystemispresented,inwhichaframeoftheairconditioningsystemisconstructed.Basedonthepresentedprinciple,mathmodelsarepresentedofeachpartoftheairconditioningsystemviaphysicsandmathmethod

8、s,includingthesurfacecooler,silen