MFAC和前馈补偿组合的VAV系统解耦控制仿真.pdf

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1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0402—05MFAC和前馈补偿组合的VAV系统解耦控制仿真冯增喜，任庆昌(西安建筑科技大学，陕西西安710055)摘要：在空调机风量优化控制的研究中，变风量(VariableAirVolume，VAV)系统存在多变量、耦合强烈、非线性及带有时延等特点。针对子系统耦合严重的现象，提出了无模型自适应控制(ModelFreeAdaptiveControl，MFAC)和前馈补偿相结合方法，建立了两个空气处理机组成的耦合系统的数学模型，设计了MFAC控制器和前

2、馈补偿解耦网络，对所建立的耦合系统进行了解耦控制。仿真结果表明：相对PID与前馈补偿组合解耦而言，无模型自适应控制配合前馈补偿的方法可以大幅减少调节时间，且超调量为0，具有很好的解耦效果，可以解决变风量系统的耦合问题。关键词：变风量；无模型；自适应；解耦中图分类号：TP391．9文献标识码：BTheDecouplingofVAVBasedontheCombinationofMFACandFeedforwardCompensationFENGZeng-xi，RENQing-chang(SchoolofInformation＆Contro

3、lEngineering，Xi’anUniversityofArchitecture&Technology，Xi’anShanxi710055，China)ABSTRACT：VariableAirVolumesystem(VAV)ischaracterofmultivariable，seriouscoupling，nonlinearandtimedelay．Inordertodecouplingthevariableairvolumesystem，thecombinationmethodofModelFreeAdaptiveContr

4、ol(MFAC)andfeedforwardcompensationcontrolisdesignedinthispaper．Themathmodeloftwocouplingairhandleunitsisbuilt，andthedecouplingnetbasedonthecontrolisrealized．Thedecouplingnetisusedtodecoupletwoairhandleunits，andthesimulationresuhsshowthattheproposedcombinationmethodhasgo

5、oddecouplingper—formancewith0overshootandlittlesettlingtime，whichisbatterthanthecombinationmethodoftraditionalPIDandfeedforwardcompensationcontro1．ItcaneolvethecouplingproblemofVariableAirVolumesystem．KEYWORDS：Variableairvolume(VAV)；Modelfree；Adaptive；Decoupling1引言对干扰较敏

6、感。普通的PID控制参数调节困难，控制效果不变风量(VariableAirVolume，VAV)系统通过变风量箱甚理想J。韩志刚教授在文献[7]中提到“无模型控制方调节送入房间的风量或新回风混合比，并相应调节空调机的法无需解耦就能实现对多变量耦合系统的闭环稳定控制，即风量或新回风混合比来控制某一空调区域温度的一种空调无模型控制方法自身具有解耦能力，这种能力来源于无模型系统⋯。VAV系统的节能效果很好，但是由于其具有多变控制方法的一系列优越的性能，特别是它的快速收敛性能。量、耦合强烈、非线性及带有时延等特点，且其各子系统之间应用这种方法

7、，可以实现非解耦控制。在无模型控制算法中存在着强烈的耦合作用，相互干扰影响，导致系统不能很好加入适当的前馈，可使控制效果变得更好”。基于此，本文地稳定运行。因此，消除各子系统之间的耦合作用，实现提出了无模型自适应控制(ModelFreeAdaptiveControl，变风量空调系统的稳定运行，变风量空调系统控制的关键问MFAC)和前馈补偿组合的方法，对VAV系统进行解耦。该题之一。方法具有自适应能力强、收敛快、控制精度高等优点，能够很VAV系统的解耦控制多采用常规PID控制，但PID的参好地解决VAV系统的耦合问题。数调节困难，超调量

8、较大，振荡时间长，容易产生积分饱和，2VAV系统组成基金项目：住房和城乡建设部科学技术项目(2012一K1-35)；陕西省本文所研究的VAV系统主要由冷冻水系统、冷却水系教育厅自然科学专项基金项目(11JK0914)统、