模糊PID在换热站温度控制系统中的设计与仿真.pdf

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1、201t正仪表技术与传感器20l1第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9模糊PID在换热站温度控制系统中的设计与仿真单春贤，陈万家，彭杰(江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013)摘要：建筑采暖能耗问题日益引起人们的关注，换热站是采暖系统的中枢环节，针对其温度控制具有大惯性、纯滞后、时变性难以控制的特点，设计了采用AT89C2051作为控制内核，结合模糊控制和PID算法优点的模糊自适应PID控制器，并根据换热站温度控制系统的特点建立了仿真模型。仿真对比表明：模糊自适应PID控制器

2、与常规PID控制器相比超调小，振荡周期短，精度高，具有较强的抗干扰能力，能够满足供热过程的动态和稳态性能。关键词：模糊控制；换热站；温度控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)09—0079—04DesignandSimulationofTemperatureControlSystemofHeatingExchangingStationBasedonFuzzyPIDControlSHANChun-xian，CHENWan-jia，PENGJie(EnergyandPowerEng

3、ineering，JiangsuUniversity，Zher~Iiang212013，China)Abstract：Buildingheatingenergyconsumptionarousespeople’Sinterest，andheattransferstationisthecentralpartoftheheatingsystem．Consideringthecharacteristicsofgreatinertia，puredelay，time—varyingparametersinthetemperatu

4、recontrolsys-temofheatingexchanging，thefuzzy—PIDarithmeticwaspresented，andAT89C2051wasusedascontrolkerne1．ThedesignusedSIMULINKtooltOcreateasimulationmode1．ComparingwithtraditionalPIDcontrol，Fuzzy—PIDcontrolsystemhassmallover-shoot，shortadjustmenttime，highaccura

5、cy，withstrongadapfion，itimprovestheheatingprocessofdynamicandstaticperform—ance．Keywords：fuzzycontrol；heatingexchangingstation；temperaturecontrol0引言使控制效果得到了明显的改善。随着世界能源资源的紧张和全球气候变暖带来的环境压1换热站温度控制系统的组成力的加大，节约能源，保护环境已成为世界各国不可忽视的问换热站是集中供热系统的中枢环节，其运行的好坏，直接题。由清华大学建筑节能

6、研究中心发布的《中国建筑节能年度影响供热品质，集中供热系统如图1所示。发展研究报告2007~中称，国内北方城镇采暖能耗占全国城镇室外温度气候朴偿器建筑总能耗的40％，为建筑能源消耗的最大组成部分，国内单位面积采暖平均能耗折合标准煤为每年20kg／m，为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的1～1．5倍，能源利用率不高，节能潜力巨大。在实施供热计量后，对于户内为双管系统，用户可以根据自身需要进行个体流量的调节，室内供暖系统就变成了变流量系统，变流量间接供热系统二次网供水温度调节靠一图1集中供热系统原理圈次网侧供水管上的电动调节

7、阀改变流量来实现，但是由于换热对于计量供热系统，二次网供水温度只能与室外温度有站温度控制具有大惯性、纯滞后、时变性难以控制的特点，且不关，而不应随着用户的调节流量而改变J，这样换热站的二次能建立精确的数学模型J，调节供水温度，如果控制不当，调节网供水温度t，由该站的一次网调节阀V控制，调节该站的一过慢使响应时间过长，达不到系统要求，过快又易引起温度超次管网调节阀V使二次网供水温度t保持在所需值，因此计量调，甚至震荡，因此采用传统的PID控制器难以获得满意的供热系统的一次网由于用户的自主调控必然成为变流量系统。控制效果。

8、1．1被控参数针对上述问题，设计了采用AT89C2051作为内核，结合模由于各个房间负荷的不同，即便处于同一供水温度下，各糊控制和PID算法优点的模糊自适应PID控制器，并根据换热用户的回水温度不同，系统的回水温度和供回水平均温度也是站温度控制的特点建立了仿真模型。仿真实验结果表明，该控变化的，不易确定某个值作为被控参数。为了满足