模糊PID控制的中央空調(diào)冷溫水系統(tǒng)的研究

在分析比較了現(xiàn)場總線技術(shù)與傳統(tǒng)的控制方法之間的差異后,建立了一套基于lonworks的中央空調(diào)模糊-pid控制系統(tǒng),介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案以及上位機軟件和智能節(jié)點軟件的設(shè)計過程,最后在上位機利用組態(tài)王軟件對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,并且給出了實現(xiàn)模糊控制的軟件流程圖。

定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)冷凍水流量實現(xiàn)的,建立了各個部件的數(shù)學(xué)模型,通過調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)冷凍水流量。由于空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)的時變性,常規(guī)pid控制存在局限性,本文建立自適應(yīng)模糊pid控制器,并與常規(guī)pid控制器進(jìn)行比較,表明自適應(yīng)模糊pid控制調(diào)節(jié)效果更好,簡單易行。

對于具有非線性、大滯后和時變性的中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng),根據(jù)專家經(jīng)驗設(shè)計了專家pid控制器.matlab仿真研究表明,專家pid控制器同常規(guī)pid控制器相比,具有較高的動態(tài)特性,能夠達(dá)到理想的控制效果.

中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)屬于典型的復(fù)雜非線性系統(tǒng),常規(guī)pid控制難以達(dá)到滿意的控制效果。本文在研究模糊控制及粒子群優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合模糊控制技術(shù)、pid控制技術(shù)、粒子群優(yōu)化算法各自的優(yōu)勢,提出了一種新的模糊自適應(yīng)pid控制策略。最后運用matlab軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。仿真研究表明,這種方法調(diào)節(jié)精度較高,調(diào)節(jié)迅速,超調(diào)小,具有很好的控制效果。

在對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid控制器的設(shè)計中,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對pid控制器參數(shù)kp,ki,kd的在線整定與調(diào)整,實現(xiàn)對中央空調(diào)冷凍水變流量的控制,使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)性能與控制精度。

針對中央空調(diào)冷水系統(tǒng)是典型的非線性、大滯后、時變性、大慣性及強耦合的復(fù)雜系統(tǒng),其中參數(shù)未知或變化緩慢;帶有延時或隨機干擾,無法獲得較為精確的數(shù)學(xué)模型或模型非常粗糙。常規(guī)pid控制器因其對精確模型的依賴性,且難以在線進(jìn)行pid參數(shù)整定,故難以達(dá)到滿意的控制效果。文章在傳統(tǒng)pid的基礎(chǔ)上,結(jié)合模糊控制原理,提出了基于模糊推理方法對pid控制器參數(shù)進(jìn)行整定,設(shè)計出相應(yīng)的模糊pid控制器。最后,運用matlab仿真研究表明,模糊自整定pid控制器既具有常規(guī)pid高精度的優(yōu)點,又具有模糊控制快速、適應(yīng)性強的特點,使被控對象具有良好的動、穩(wěn)態(tài)特性。

中央空調(diào)的耗能問題日益引起了人們的關(guān)注。由于其系統(tǒng)存在很大程度的非線性、大滯后和參數(shù)時變性,采用傳統(tǒng)的pid控制有很大的困難。模糊控制的優(yōu)點是能夠得到較好的動態(tài)響應(yīng)特性,并且無需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,適應(yīng)性強,上升時間快,魯棒性好。但模糊控制受模糊規(guī)則有限等級的限制,容易引起誤差。設(shè)計中采用at89c58作為控制內(nèi)核,結(jié)合模糊控制和pid算法的優(yōu)點,提出參數(shù)自適應(yīng)模糊pid算法。實驗證明,該系統(tǒng)穩(wěn)定、快速且其抗干擾能力能夠滿足變流量控制系統(tǒng)的需要。

模糊pid控制在中央空調(diào)變流量節(jié)能中的應(yīng)用——中央空調(diào)的耗能問題日益引起了人們的關(guān)注。由于其系統(tǒng)存在很大程度的非線性、大滯后和參數(shù)時變性．采用傳統(tǒng)的pid控制有很大的困難。模糊控制的優(yōu)點是能夠得到較好的動態(tài)響應(yīng)特性，并且無需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型，...

模糊pid控制在中央空調(diào)變流量節(jié)能中的應(yīng)用——中央空調(diào)的耗能問題日益引起了人們的關(guān)注。由于其系統(tǒng)存在很大程度的非線性、大滯后和參數(shù)時變性．采用傳統(tǒng)的p1d控制有很大的困難。模糊控制的優(yōu)點是能夠得到較好的動態(tài)響應(yīng)特性，并且無需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型，...

空調(diào)房間是一個多干擾、大慣性的高度非線性系統(tǒng),難于建立精確的數(shù)學(xué)模型.將常規(guī)的模糊控制與經(jīng)典的pid控制相結(jié)合,設(shè)計了變風(fēng)量模糊-pid控制器.matlab仿真實驗表明,變風(fēng)量模糊-pid控制器對被控對象的參數(shù)變化不敏感,具有超調(diào)量小、調(diào)節(jié)時間快、控制精度高等優(yōu)點,更符合舒適和節(jié)能的要求.

為了避免部分負(fù)荷下空調(diào)運行所造成的能量損失,需對空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行變流量控制.針對一次泵水系統(tǒng),采用一種帶smith預(yù)估的模糊pid復(fù)合串級控制系統(tǒng),對最不利支路上壓差和冷水機組回水溫度進(jìn)行串級優(yōu)化控制.主控制器采用模糊pid參數(shù)自調(diào)整控制器.為消除純延遲,副回路中加入smith預(yù)估控制器.matlab仿真結(jié)果表明,新的串級控制系統(tǒng)相比常規(guī)pid控制,響應(yīng)速度快,具有良好的靜態(tài)性能.

本文結(jié)合實踐經(jīng)驗,對普通數(shù)字pid的不足之處進(jìn)行了分析,然后提出了幾項改進(jìn)算法,總結(jié)出一個更加完善的改進(jìn)型數(shù)字pid控制算法。然后介紹了中央空調(diào)冷水系統(tǒng)的工作原理,以及改進(jìn)型數(shù)字pid在冷凍水和冷卻水溫度控制中的具體應(yīng)用,最后比較了改進(jìn)型數(shù)字pid相比其他控制方式的特點。

針對中央空調(diào)系統(tǒng)多變量、非線性的特點,本文提出了采用模糊pid控制方法來實現(xiàn)中央空調(diào)變流量節(jié)能控制,并給出了相應(yīng)的算法模糊pid控制有利于增強中央空調(diào)系統(tǒng)運行的安全可靠性,并且對中央空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)高效節(jié)能控制具有重要的實際意義.

本文介紹了組態(tài)王的基本功能,詳細(xì)闡述了如何設(shè)計用于中央空調(diào)溫度控制的模糊pid控制器和如何利用組態(tài)王6.53對中央空調(diào)系統(tǒng)那個進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控。通過組態(tài)王6.53和s7-200之間的通信,采用模糊pid控制算法實時調(diào)節(jié)p、i、d參數(shù),實現(xiàn)了對房間溫度的控制。

針對中央空調(diào)系統(tǒng)存在非線性、不確定性和干擾性等問題,構(gòu)建了基于ifix組態(tài)軟件和matlab的模糊自適應(yīng)pid中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng),并且在中央空調(diào)模型上成功運行,運行效果良好。

利用lonworks技術(shù)與模糊pid控制的優(yōu)點,將它們相結(jié)合應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng),研究發(fā)現(xiàn)運用此方法設(shè)計出的系統(tǒng)超調(diào)小、調(diào)節(jié)迅速、上升時間短,具有良好的魯棒性。另外,由于采用了lonworks總線使得智能節(jié)點可自由通信、安裝調(diào)試方便且能對溫、濕度進(jìn)行實時監(jiān)控。通過此設(shè)計將使中央空調(diào)控制系統(tǒng)的整體性能大為提高。

將模糊控制和普通pid控制相結(jié)合,提出了一種基于模糊控制規(guī)則的模糊pid控制器的設(shè)計方法,并將其應(yīng)用于中央空調(diào)變風(fēng)量系統(tǒng)的控制,實驗表明,這種方法比普通的pid控制方法精度高、超調(diào)量減少,具有較強的魯棒性。

在實際的空調(diào)運行中,由于諸多因素的變化,空調(diào)系統(tǒng)的大部分時間在非設(shè)計工況下運行,一般都是在部分負(fù)荷下工作,達(dá)不到最大負(fù)荷,存在較大的能源浪費.本文提出了一種迭代控制對二次泵頻率進(jìn)行控制,根據(jù)用戶負(fù)荷需求進(jìn)行壓差設(shè)定值的優(yōu)化設(shè)置,使系統(tǒng)中的冷凍水閥門的最大閥位接近全開的狀態(tài),為系統(tǒng)提供所需要的最小供水壓差,實現(xiàn)水泵節(jié)能.

本文介紹了水泵變頻調(diào)速的節(jié)能原理和自動控制的工作原理,并結(jié)合一個工程改造實例,分析了其節(jié)能效果。

將模糊控制和普通pid控制相結(jié)合,提出了一種基于模糊控制規(guī)則的模糊pid控制器的設(shè)計方法并將其應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)的控制。實驗表明,這種方法比普通的pid控制方法精度高、超調(diào)量減少,具有較強的魯棒性。

中央空調(diào)房間溫度控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng),針對一次性整定得到的pid參數(shù)難以保證系統(tǒng)控制始終處于優(yōu)化狀態(tài)和良好的品質(zhì)特性,提出了參數(shù)自整定方法,通過實時改變pid參數(shù)從而保證控制系統(tǒng)的優(yōu)良品質(zhì)。結(jié)合粒子群優(yōu)化算法和模糊控制以及傳統(tǒng)pid控制各自的優(yōu)勢,設(shè)計了一種新的自適應(yīng)模糊pid控制器。鑒于pid控制器的性能完全依賴于其參數(shù)的整定和優(yōu)化,采用粒子群算法離線優(yōu)化pid參數(shù),并利用模糊控制在線調(diào)整pid參數(shù),以取得良好的控制效果。利用matlab軟件進(jìn)行了數(shù)字仿真。仿真結(jié)果表明,方法調(diào)節(jié)精度較高,調(diào)節(jié)迅速,超調(diào)小,具有一定的可行性。

提出在中央空調(diào)溫濕度控制系統(tǒng)中,基于常規(guī)模糊pid控制器,引入積分分離pid控制思想.當(dāng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)開始時由于系統(tǒng)誤差較大,系統(tǒng)的積分系數(shù)為零,系統(tǒng)的控制主要由模糊pd控制來實現(xiàn);當(dāng)系統(tǒng)誤差較小時加入積分控制環(huán)節(jié),系統(tǒng)切換為模糊pid控制,從而改善和提高系統(tǒng)的控制性能.