智能控制课程期末论文

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1、江苏xx大学智能控制课程论文智能控制课程论文江苏xx大学智能控制课程论文学号：xxx姓名：xx专业：导航、制导与控制中央空调的模糊PID控制器仿真摘要：针对中央空调能耗大的问题，本文以中央空调的水系统作为研究对象，提出水系统的模糊PID变频控制方案。仿真表明，与常规PID相比而言模糊PID控制算法具有更快的响应速度，更小的超调量和较小的振荡。关键词：中央变频空调；水系统变频；模糊PID控制；0引言中央空调水系统最基本的目的是能够满足空调系统的热交换，满足室内末端对冷量的需求，创造适宜的工作生活环境。在上世纪六十年代，

2、变频水泵就被运用使用在中央空调的冷水洗头中。随着空调技术的不断改进完善，冷水机组也逐步的能够随着室内负荷的改变并实时做出响应。目前国内中央空调自动控制的水平较低，多采用多变量的PID控制。但是对于中央空调这种极易受干扰、高度非线性的控制系统，由于各个变量之间的关联性，各个回路之间的耦合性比较强，如果仍采用常规PID，系统调节时间比较长。所以运用模糊控制算法与PID结合，对于能耗消耗比较大的问题很有必要。中央空调在智能建筑能耗占50%，而水系统的耗能又占空调能耗的60%，所以如何改善水系统的耗能对节能减排很有意义。1中

3、央空调的模糊PID控制器仿真设计一般的中央空调系统由冷水机组、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、冷却塔和风机管组成。原理如图1-1所示：江苏xx大学智能控制课程论文图1-1中央空调系统原理图目前中央空调在冷冻水流量控制的方法上基本采用两种方法：定压差法和定温差法。由于冷水系统负荷的大小与压差并无直接关系，因此压差的变化不能明确的表示市内负荷的变化。定温差法相对来说操作要简单许多，施工方便，管线的设置相对简单。所以选择定温差法。冷水的供回水温差反映室内进行热交换的多少，一般供水温度为7℃，回水温度为12℃。1.1中央空调

4、模糊PID控制结构模糊PID控制虽然不依赖具体的数学模型，但总体来说也是属于计算机控制的范畴，其控制原理图如图1-2所示：图1-2模糊PID原理图输入模糊PID控制器的两个变量包括冷水系统的回水温度在与给定值相比较后产生的偏差e以及偏差的变化率ec，模糊控制器输出的则是常规PID控制器所需的。1.2精确量的模糊化（1）温度偏差的模糊化：根据工程实际将冷冻水的回水温度设为12℃，考虑实际的天气情况设置偏差的范围为[-15,15]。语言变量表示为E。将E的模糊子集相应的语言值设定为江苏xx大学智能控制课程论文{NB（负大

5、），NM（负中），NS（负小），ZE（零），PS（正小），PM（正中），PB（正大）}[1]。设E的论域为：E={-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1,2,3,4,5,6}其隶属度函数取三角型，一般可表述为：隶属度函数表示如1-3所示：图1-3温差偏差的模糊化（2）温差变化率为,语言变量表示为ec。将ec模糊子集相应的语言值也设定为{NB（负大），NM（负中），NS（负小），ZE（零），PS（正小），PM（正中），PB（正大）}。Ec={-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1,2,3,4,5,6}，温度变化

6、率范围为[-20，20]，其隶属度函数取三角型，隶属度函数表示如1-4所示。图1-4温差变化率的模糊化江苏xx大学智能控制课程论文（3）的变化范围分别为[-0.27，0.27],[-0.000003,0.000003],[-0.09，0.09]，模糊论域为｛-6，-5，-4，-3，-2，-1,0,1,2,3,4,5,6}，其隶属度函数取三角型，隶属函数表示如1-5所示：图1-5模糊化变量eec语言变量EEC基本论域[-1515][-2020][-0.270.27][-0.0000030.000003][-0.20.2

7、]模糊子集{NB（负大），NM（负中），NS（负小），ZE（零），PS（正小），PM（正中），PB（正大）}模糊论域[-66][-66][-66][-66][-66]量化/比例因子0.40.30.0450.0000050.0151.3模糊控制规则的确定模糊控制规则的基本思想是把人类专家对特定的被控对象或过程的控制策略总结成一系列“if(条件)then(作用)”形式表示的控制规则。对于双输入三输出的二维模糊控制器，其规则描述为：ifE=AandEc=Bthen模糊控制规则是模糊控制器的核心，它的质量直接影响系统的响应特

8、性。考虑到空调系统被控制对象具有纯滞后的特点，在建立模糊控制规则时，需注意以下情况。（a）在降温起始端，为了克服大惯性引起的被调量变化缓慢，加入大的控制量。江苏xx大学智能控制课程论文（a）在降温后期，为了克服大惯性引起的超调，提前施加抑制量。（b）对于温度上升段，也作相应处理。根据专家对温度现象的控制经验制定的控制规则如表1-1所示：的模糊规