空调水系统控制研究及仿真

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1、1目的及基本耍求12空调水系统控制研究及仿真原理12.1基本原理12.2流程图23空调水系统控制研究及仿真33.1总体程序设计33.2各功能模块详细设计54结果及性能分析94.1运行结果94.2性能分析155设计总结与体会16参考文献171目的及基本要求熟悉LabVlEW开发环境，掌握基TLabVlEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，运用专业课程中的基本理论和实践知识，采用LabVlEW开发工具，实现空调水系统控制研究及仿真。基木要求:木设计要做一个空调水系统控制研究及仿真，给定圆柱蓄水池的横截面积A(t)、注水速度v(t)、出水口的横

2、截面积a(t).初始时的水位高度h以及截止时间t和变量Z间的关系f(t),来完成蓄水池水位高度h(t)的实时监控，并通过波形和数字显示的方法呈现。2空调水系统控制研究及仿真原理空调水系统控制研究及仿真，其功能是给定圆柱蓄水池的横截面积A(t)、注水速度v(t)、岀水口的横截而积a(t).初始时的水位高度h以及截止时间t和变量Z间的关系f(t),來完成蓄水池水位高度h(t)的实时监控，并通过波形和数字显示的方法呈现。需要设计的部分包括：程序前面板和程序后面板框图，涉及水位初始高度的获取，注水速度于时间的函数v(t)、出水口横截面积与吋间的函数

3、a(t).截止时间以及圆柱体横截面积随时间的变化函数A(t)的设定，水位变化多显示等内容。2.1基本原理在VI程序前面板找那个添加注水速度、出水口截面积、水桶截面积、初始化水位注放水时间运行时间以及水位显示等。运行VI时水位从初始值开始随时间变化，在显示面板屮显示岀实时水位。整个过程屮需要定时结构、数组的建立、簇类与变体选板捆绑以及函数的运算。体)!??(］亠匸A[cm打g=980cmj&2图1蓄水池结构2.2流程图由于空调水系统控制研究及仿真的整个程序要用到定时循环结构，定时循环结构屮要数组建立，簇类及函数的运用。即，判断是否注放水时间到

4、达，若时间片到，则停止注放水，并且停止水位显示；若时间片未到，则继续注放水，执行相同的流程，出此得到空调水系统控制研究及仿真的流程图，如下：水位初始化1r注放水r时间片检测1时间数据处理r时间片判断停止注放水结束图2空调水系统控制流程图3空调水系统控制研究及仿真3・1总体程序设计在VI程序前面板屮添加圆柱蓄水池的横截而积A(t)、注水速度v(t)、岀水口的横截面积a(t).初始时的水位高度h以及截止时间t和变量之间的关系f(t),来完成蓄水池水位高度h(t)的实时监控，并通过波形和数字显示。(1)主程序前面板框图如下：a(t)【出水□丽珂[

5、cmA2]JsinwTlA休構暑眄[cmA21ZKQIcm)50.00hO[cm]h(t)【航整忿9协闵【5]运行耐何l50X)O0Cr-图3空调水系统控制研究及仿真前面板(1)主程序后面板程序设计如2^口...口卜注放水时间(s)h0[初始化水位][cm]

6、

7、DBL»l^sqrt(2*g5)7/A+f/A卜日(t)[出水口截面积][cm人2]EhJBbcRungeKutUA冰棉截面闕[cm人2]l[pgj►fi(t)[注水体积][cmT/seu]1^1———Eh1980••••••••□□□□图4空调水系统控制研究及仿真后面板3.2各功能

8、模块详细设计（1）初始化水位的获取创建一个子VI,在程序框图中添加一个数组，用以存放水位高度数值，以便于在后面水位变化应用。控件图如2ho初始化水位][cm]IlDBI►

9、口・・CZJI图5・2水位初始化控件图后面板（2）数值的“捆绑”在程序框图顺序结构中打开“编程”控件中的“簇、类与变体”，添加四个“捆绑”控件，用以捆绑特定数值与字母，完成字符串与数值Z间的对应关系。控件图如2a（t）[出水口截面积][cmA2]A冰桶截面秩][cm人2]址空主水体积][cmA3/sec]

10、[Nbc图6“捆绑”控件图(1)“解析公式节点”控件在程序框图顺序

11、结构中打开“编程”控件中的“公式解析模板”，添加“解析公式节点”控件，将数值输入“解析公式节点”控件中通过一定的运算，输出解析后的数值以便于在卜•面应用。控件图如2[・sqrt(2*g*h)*a/A+f/A卜一~3(t)[出水口截面秩][cmA2]A冰桶截面秩][cm^2]DBL

12、

13、fi(t)问体积][cmA3/sec]II3LbIVfrWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWBhALPHA••••••••□□□□图7“解析公式节点”控件图(2)“ODE库塔四阶方法”控件在程序框图顺序结构中打开“数学”->”微分方程”-〉

14、“常微分方程选板”,添加“ODE库塔四阶方法”控件。控件原理：为了捉高精度，用函数f(x,y)在若干点上的函数值得线性组合来构造近似公式，构造是需求近似公式在任意点处的Taylo