变风量空调系统恒温解耦控制优化

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1、第3l卷第lO期计算机仿真2014年10月文章编号：1006—9348(2014)lO一0255一04变风量空调系统恒温解耦控制优化张会，付东翔，王亚刚(上海理工大学光电工程与计算机学院，上海200093)摘要：在室内恒温控制问题的研究中，变风量空词系统的房间送风量、冷冻水流量和风机转速三个输入变量与房间温度、送风温度和静压三个输出变量之间存在着不同程度的耦合关系，每个房间的温度控制会受到不同程度的干扰，严重时会影响到整个系统的稳定性。为解决上述问题，根据变风量空调系统的房间、表冷器、风机等各个子系统模型，通过寻找一个合适的开环传递函数矩阵，实现对系统的解耦控制，通过使解耦矩

2、阵的对角元素为l，得到简化的解耦矩阵。比通常利用对角化方法和状态反馈矩阵方法直接求得的解耦矩阵要简单。运行空调实验结果表明控制回路之问干扰不明显，解耦控制效果良好。关键词：变风量空调系统，解耦控制，简化解耦中图分类号：TP391．9文献标识码：BDecouplingControlopti耐zationofCo璐ta】ntTemperatureVariableAirVol岫eAir—ConditioIIingSystemZHANG—Hui，FUDong—xiang，WANGYa—gang(Schoolof0ptical—ElectricalandComputerEngineer

3、ing，UniversityofSh彻ghaiforScience＆Technology，Sh锄曲ai200093，China)ABSTRACT：Ontheresearchoftheindoorconstanttemperaturecontml，therearedi珏brentdegreesofcouplingrela-“onshipsbetweentheinputs(momair，chiUedwaterflowandf抽speed)andtheoutputs(roomtemperature，supplyairtemperatureandstaticpressure)ofmu

4、ltiv“ableairvolumeairconditioningsystem(VAV)，andthetempemturecontrolineverymomcanbedisturbedbythose，eventhestabilityofthewholesystemcanbe“kctedwhenitisseri-ous．Tosolvetheaboveproblems，accordingtother00ms，su—．acec00ler，f抽s锄dothersubsystemmodelswefoundasuitable叩en—100ptransferfunctionmatrix，a

5、ndtoachievethedecouplingcontmlofsystemandmaI【ethealldiag-onalelementsofdecouplingmamxtobeone，wesimpli6edtlledecouplingmatrix．Thedecouplingmatrixissimplerthanthedecouplingmatrixbyusingstatefeedbackmatrixmethod粕ddia{gonalizablemethoddirectlyobtained．Ex-perimentalresultsshowthattheinterference

6、beMeenthecontmlcircuitsisnotobvious，andthedecouplingcontroleffectisgood．KEYWoIUDS：Variableairvolumeairconditioningsystem；Decouplingcontml；Simplifythedecoupling1引言变风量空调系统(VAV)具有多变量、强耦合和非线性等特点，整个系统的控制回路设计难度大。当多个回路同时工作时，回路之间相互耦合、互相干扰，严重影响空调系统的性能指标。故要想提高变风量空调系统的控制性能指标，必须减小或尽可能消除回路之间的耦合。之前人们一般运用

7、一些常规的方法进行变风量空调系统解耦控制的研究，并取得收稿日期：2013一ll一20修回日期：2014一Ol一06了一定的控制效果。1。5J，但使用的解耦控制器设计算法复杂。在实际工业过程控制中，要求系统结构尽量简单，解耦控制器的设计尽可能直观简洁，减少大量的复杂计算，这样可提高系统的响应速度且减少系统冗余。常规的直接对角矩阵解耦控制器在设计思路上直接，但是算法较为复杂。本文在文献[6]提出的解耦控制器设计算法基础上进行改进，并运用在变风量空调系统中。首先建立变风量空调系统的数学模型，然后以空调系统预期