中央空调节能系统控制方法改进的研究

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1、分类号：TP273密级：UDC：621.3编号：河北工业大学硕士学位论文中央空调节能系统控制方法改进的研究论文作者：韩亚杰学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：控制科学与工程指导教师：陈曦职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringRESEARCHONIMPROVEDCONTROLMETHODFORCENTRALAIR-CONDITIONINGENERGYSAVINGSYSTEMbyHanYajieSupervis

2、or:Prof.ChenXiDecember2014摘要随着科学技术的发展，中央空调系统被广泛应用于高层建筑中，然而中央空调存在能耗大、运行成本高的不足，成为不可忽视的问题。要想大幅度减少中央空调系统的能耗，变频调速技术的应用是发展趋势，同样智能控制方法也是必不可少的，必须将两者相结合才能达到更好的控制效果。本文首先分析了中央空调系统的结构特点、工作原理及能耗情况，并结合天津市宝坻人民医院的工程项目，介绍了由课题组设计的中央空调节能控制系统，阐述了系统中采用的关键技术和控制原理，通过对监测数据的分析，验证了采用变频调速技术能够使系统节省能耗，然而常规PID控制方法存在

3、调节时间长、超调量大等不足，很难使系统获得满意的控制效果，因此对中央空调系统控制方法进行改进很有必要。其次，本人提出将模糊PID控制器应用到中央空调系统中,通过机理分析法确定了系统被控对象的数学模型，并设计了模糊PID控制器，采用Matlab/Simulink建立了模糊PID控制器和常规PID控制器的模型，进行仿真实验，通过比较响应曲线，得出模糊PID控制器在调节时间、超调量及系统稳定性上都有了很大改善。最后，为了进一步改善模糊PID控制器的控制效果，本文又提出采用混沌蚁群算法对模糊控制器中的量化因子和比例因子进行优化，克服模糊控制器参数设定的主观性，并通过仿真实验，

4、验证了在中央空调系统中采用混沌蚁群算法优化的模糊PID控制器的控制效果更优,使系统高效运行，达到更好的节能效果。关键字：中央空调节能系统模糊PID控制器混沌蚁群算法Matlab/SimulinkIABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,centralair-conditioningsystemhasbeenwidelyusedinhigh-risebuildings,whiletheenergycostbycentralairconditionersinthesebuildingsaccountsforupto

5、45%ofthetotalenergyconsumption,whichinevitablyleadstoahighrunningcost.Tosignificantlyreducetheenergyconsumptionofcentralairconditioningsystem,theapplicationoffrequencycontroltechnologyistrend,aswellastheintelligentcontrolmethod,shouldbeusedcomprehensivelytoachieveabettercontroleffect.Th

6、ethesisfirstlyintroducesthestructuralcharacteristicsofcentralair-conditioningsystemanditsworkingprinciple,aswellastheenergyconsumption.CombinedwiththePeople'sHospitalofBaodiprojectforinstance,wedesignacentralair-conditioningenergycontrolsystem.Criticaltechniquesandthecontrolprinciplesar

7、eintroducedinthethesis.Byanalyzingthemonitoringdata,thefactthatusingvariablefrequencyspeedregulationtechnologycanreducetheenergyconsumptionoftheairconditioningsystemisverified.Secondly,astheconventionalPIDcontrolmethodhasthedefectofalongregulationtimewithalargeamountofovershoot