基于模糊pid的冷库蒸发器过热度控制的研究

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1、中图分类弓ＴＰ２７３．４学校化码：１０８５６‘，山．学导：Ｍ０１０２１３１３３＾＾｜ＱｇＱ０ＰＩ＿硕女学位论文Ｍａｓｔｅｒ、Ｔｈｅｓｉｓ控制的研究■机械电子工程专业田坤＇作者姓名＾指导教师完成日期２０１５年１２月中图分类号：ＴＰ２７３．４学校代码：１０８５６学号；Ｍ０１０２１３１３３０上海工程技术大学硕±学位论文基于模糊ＰＩＤ的冷库蒸发器过热度控制的研究作者姓名：田坤指导教师：夏鹏专业：机械电子工程学院：机械工程申请学位：工学硕壬完成时间；２０巧年１２月评阅人；

2、￣答辩委员会主席；，一－成员：寺Ａ嘴如寺作UniversityCode：10856StudentID:M010213133STUDYONCOLDSTORAGEEVAPORATORSUPERHEATCONTROLBASEDONFUZZYPIDCandidate:TianKunSupervisor:XiaPengMajor:MechatronicEngineeringMechanicalEngineeringCollegeShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2015上海工程技术大学

3、学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期；＾月曰上海工程技术大学学位论义版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分

4、内容编入有关数据库进行检＾？、索，可＾＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。＿本学位论文属于不保密＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：如气指导教师签名：乘娜參１〇么々：日期：：（：）｜律＾月日日期腺＾月日、基于模糊PID的冷库蒸发器过热度控制的研究摘要制冷系统中，过热度的大小不仅影响着蒸发器的换热效率，也影响着系统运行的安全性。过热度太大会降低蒸发器的换热效率，过热度太小会造成压缩机的“液击”现象。本文以我院小型低温冷库为实验平台，以蒸发器出口处的过热度为控制目标，设计了冷库蒸发器过热度自动控制系统。由

5、于冷库蒸发器的特性会随负荷的变化以及运行工况的变化而变化，而传统PID没有自适应能力，不能根据这些变化自动做出相应的调节。模糊PID控制器既有模糊控制器的动态响应性能，又有PID控制器较好的稳态性能，因此，本文采用模糊PID控制器对蒸发器出口处制冷剂的过热度进行控制。然而在设计模糊控制器时，控制器参数的确定主要依靠操作者的经验，这样使得模糊控制器具有一定的主观性和随机性，不能保证控制品质达到最优甚至次优。本文采用遗传算法对控制器的控制规则、隶属度函数、量化因子及比例因子进行了优化，并以西门子S7-200PLC为控制器平台，将遗传算法优化后的模糊PID控制器用于低温冷库的蒸发器过热度控制系统。

6、本文主要工作有如下几个方面：（1）低温冷库系统的搭建及蒸发器过热度控制系统的设计，将压缩机的定频控制与过热度的模糊PID控制进行了耦合。并通过蒸发器过热度对电子膨胀阀的阶跃响应实验，确定了低温冷库蒸发器过热度对电子膨胀阀响应的传递函数。（2）采用遗传算法对模糊PID控制器进行优化。为缩小搜索空间以及降低遗传算法优化的盲目性，编写程序使遗传算法在各参数点的附近空间进行寻优。模糊控制器优化后的控制规则、隶属度函数、量化因子及比例因子有了较明显的改变，通过MATLAB进行仿真，结果表明，经遗传算法优化后的模糊PID控制器具有超调量小、调节时间短的优点。（3）对控制系统的上位机和下位机进行了设计。将

7、遗传算法优化后的控制参数在PLC数据块里建立查询表，程序将根据实时采集的数据通过指针查表得到相应的控制参数，实现了基于西门子S7-200PLC的参数自整定模糊PID控制器。I（4）在相同的运行工况下，分别采用优化后的模糊PID和传统PID对蒸发器出口处制冷剂过热度进行控制，验证模糊PID控制器对低温冷库蒸发器过热度控制的优越性，以及所编的参数自整定模糊PID程序的可行性。实验结果表明，模糊PID对蒸发器过热度