调研报告--中央空调末端控制器设计

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1、本科生毕业论文（设计）调研报告题目：中央空调末端控制器设计学生姓名：学号：专业班级：自动化07101指导教师：完成时间:2011年3月5日中央空调末端控制器设计一、主要目标任务综合运用所学知识，如《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《微机原理》、《单片机原理与应用》，设计一个中央空调末端控制器。1对以前所学知识进行系统的复习，全面的综合并将其联贯。2学会了独立的分析和解决问题和进行相关社会调查的能力3学会了查阅文献的方法和培养查阅文献的良好习惯。4提高专业相关外文的阅读、翻译能力，提高专业英语水平。5提高编写程序的水平，优化软件结构，提高电脑绘图水平。二

2、、系统性能指标1温湿度自动调节功能，空调可调温度控制在20〜30°C,误差控制在1。C以内。相对湿度控制50%〜70%。2空调的工作模式为制冷、制热和通风三种模式。3通过外设电子开关可以设置温度。4LED实时显示系统工作模式及系统设定温度。三、简要工作原理以AT89C51单片机为主电路控制芯片，结合温湿度传感器，LED显示数码管、静态电子开关等硬件，设计出一个中央空调末端控制器。四、课题文献综述1、《分户热计量供热系统屮的分户温度模糊控制》1）作者：刘曼兰，王可崇2）摘要：房间温度控制是典型的时变迟滞系统，用常规PID控制方式很难实现有效控制，而常规FUZZY控制因其稳态

3、性能不佳，又不能满足某些分户热计量供热系统屮的分户智能温控装置对室内热环境实现智能控制的稳态温差不超过±1°C的要求。笔者设计出了一种行为自校正模糊控制器，应用到某分户热计量供热系统中的分户智能温控装置中，通过MATLAB仿真结果表明：该行为自校正模糊控制器的性能优于常规FUZZY控制器和PID控制器。3）行为自校正模糊控制器的基本原理对于一个已经设计好的经典模糊控制器，由于其控制规则不够完善，则在某些情况下，当系统的内部参数发生较大变化时，其控制效果往往不佳。若在该模糊控制器的基础上，再增加一个性能测量环节，一个控制量校正环节，所得到的校正量与原模糊控制器输出的控制量叠

4、加在一起，形成新的控制量，这样就能实现对原控制量的校正，这就相当于对原控制规则进行了修改，从而构成一种改进的行为自校正模糊控制器。4）结果分析行为自校正模糊控制既克服了PID控制对系统参数适应能力差的弱点，又克服经典模糊控制稳态误差比较大的缺点。行为自校正模糊控制比PID控制有更强的鲁棒性，比经典模糊控制有更小的稳态误差。而且其控制效果完全满足某分户热计量供热系统中的分户智能温度控制系统所提出的控制性能指标。但该行为自校正模糊控制器没有解决因模糊量化取整运算而引起的量化误差和调节死区的问题。因此在稳态阶段，仍有一定的稳态误差，其至可能会有稳态颤振现彖。笔者认为如果对E,E

5、C,U,P都不采用模糊量化取整运算，而是采用模糊数模型在线插值的方法，则能从本质上消除这种稳态误差。2、《模糊控制在真空烧结炉炉温控制中的应用》1）作者：张国德2）摘要：针对真空烧结炉的特点，提出了模糊控制算法，给出了以单片机为核心的炉温模糊控制系统。3）温度模糊控制模糊控制器是模糊控制系统的核心，模糊控制器是一种利用专家知识和操作者经验设计的专家控制系统，设计时不用数学解析模型来描述受控系统的特性。在本温度控制系统设计中，采用二维模糊控制器，把加热操作量作为输出变量。在模糊控制过程中，同时把偏差和偏差的变化率作为模糊输入量，这种方法不仅能保证系统控制的稳定性，而且还可减

6、少超调量和振荡现象。根据受控系统的实际情况，确定输入变量的测量范围和输出变量的控制作用范围，以确定每个变量的论域，Ke、Kec和Ku分别为输入和输出变量的量化因子和比例因子。先经限幅处理，再经量化处理就得到了E和ECo根据当前己求得的E和EC,直接查询模糊控制表就获得控制量的变化值AU,将该变化值AU乘以比例因子Ku,即可得到当前的实际控制量增量Au。再将该增量和前一采样时刻的实际控制量相加，就得到目前应实施的控制动作，即uk二uk・l+Ku/U。在单片机中对输入的模糊量进行模糊推理，须将所有描述控制过程的控制规则存储在单片机的EPROM中。把专家知识和现场经验转换为用语

7、言表达的模糊控制规则，即设计控制规则库。本系统中，偏差E、偏差变化率EC和控制量的变化的模糊子集定义为E={NB,NM,NS,NO,PO,PS,PM,PB}EC={NB,NM,NS,0,PS,PM,PB}AU={NB,NM,NS,0,PS,PM,PB}P、N分别表示正、负，B、M、S分别表示大、中、小。建立模糊控制规则表的基木思想，以偏差为负的情况说明。当偏差为负人时，若偏差变化为负，表明此时偏差有增大的趋势，为尽快消除已有的负大偏差并抑制偏差进一步增大，所以控制量的变化取正大。当偏差为负而偏差变化为止时，系统本身己有减少偏差