地源热泵优化控制系统研究

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1、乂南大學巧古换位论义地源热累优化控制系统研究研究生姓名：张豆导师姓名；李世巧巧巧申请学位级别工语硕古学科专化名疏控制工程ｉｉＣｖｋ论义提巧曰期ｗ．ｒ论文答辩日期Ｗ（．‘广年ｒ月呼曰ＴＨＥＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮＦＯ民ＧＲＯＵＮＤ－ＣＯＵＰＬＥＤＨＥＡＴＰＵＭＰＣＯＮＴＲＯＬＳＹＳＴＥＭＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉ行ｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍ

2、ｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＺＨＡＮＧＹｕＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉＳｈｉｈｕａＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎｕａｒｙ２０１５东南大学学位论文独初性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过。的研究成果，也不包含为获

3、得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名；ＩＴ－—日期东南大学学位论文使用授枚声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印，可件和电子文档１＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅论文的内容相，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权

4、东南大学研巧生院办理。巧－研巧生签名：敗一￣？导师《名：０Ｂ期；ａＭＵ）－摘要一，是对能源是国民经济发展的基础，地源热累系统是种节能、高效、环保的空请系统一种利用，合理利用地热能可再生地热能资源的。面对当前日益严重的环境问题和能源危机一资源是解决能源与环境问题的送径之，而如何更高效利用地热能资源对地源热累技术本质提升有着实际意义■。本文针对国内地源热聚系统普遍采用定频水泉的现象，且南京某别墅月耗电量超过两千一元这实例，提出了通过加入先进控制算法，对

5、传统定频地源热泉系统进行节能改造的方案，具体内容如下：一首先针对搭建实际地源热累系统耗资巨大等问题，在作出合理假设的前提下，设计了款实验室用小型地源热系系统用于节能改造的研究。接着将传统空调的变水流量方案应用于该实验系统。由于转速变水流量比阀口变水流量，更为节能，本文采用转速变水流量系统串级？制结构比单回。而很多实际过程控制系统中路控制结构拥有更高的控制品质，所将串级控制结构应用于变水流量系统中。在确定变水流量系統串级结构后，运用ＭＡＴＬＢ系统辨识工具箱，辨识出流量环（副回路

6、）与温差环（主回路）的模型。本文着重对流量环进行研巧分析。然后对辨识出的流量环模型在不同控制算法下动态性能进行研巧。由于传统ＰＩＤ控制有兰个整定参数，控制效果往往难Ｗ满足工业上越来越高的需求。本文针对模型匹配与模型失－配两种情况，ＣＰＩＤ控制方法提出了基于内模原理的ＰＩＤ（ＩＭ）。与传统ＰＩＤ控制方法进行了仿真对比－，表明ＩＭＣＰＩＤ控制方法拥有更好的动态品质。一一由于地源热索系统是个强干扰系统，那么系缔的抗干扰性能也是个重要指标。传统ＰＨ一ＤＥ控制的抗干扰性较差，本文研巧提

7、出了种基于扩张状态观測器（ＳＯ的控制策略，该方）法能够将扰动观测出来，并进行前馈补偿。仿真结果表明该方法提高了闭环系统的抗干扰性能。－最后针对辨识出的温差环模型，比较了传统ＰＩＤ控制与ＩＭＣＰＩＤ拉制下系统动态性能。－Ｐ仿真结果表明ＩＭＣＩＤ控制方法拥有更好的苗态品质。＾关键词：地源热累，变水流量，串级控制，模型辨识，动态品质，抗干扰ＩＡｂｓ行ａｃｔ＾ＡｂｓｔｒａｃｔＩＩＩｉｒｅｃｃｎｔｄｅｃａｄｅｓ，ｅｎｅｒｇｙｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆ

8、ｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｉａｔｉｂ打ａｌｅｃｏｎｏｍｙ．ｕｎｄ－ｕｍｉｋｉＧｒｏｃｏｕｐｌｅｄｈｅａｔＧＣＨＰｓａｏｆｅｎｅｒｓａｖｉｎｈｉｈｆｉｃｉｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｎｄ，ｅｆｅｎａｎｄｐｐ（）ｇｙｇｇｐｒｏ化ｃｔｉ打ｇａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｓｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｕｓｅｓｔｈｅｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｏｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ａｓ