中央空调房间温度智能pid控制的仿真研究

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1、第27卷第5期计算机仿真2010年5月文章编号：1006—9348(2010)05—0140—05中央空调房间温度智能PID控制的仿真研究唐鑫，左为恒，李昌春(重庆大学电气工程学院，重庆400044)摘要：中央空调房间温度控制系统是一个复杂系统，针对一次性整定得到的PID参数难以保证系统控制始终处于优化状态和良好的品质特性，提出了参数自整定方法，通过实时改变PID参数从而保证控制系统的优良品质。结合粒子群优化算法和模糊控制以及传统PID控制各自的优势，设计了一种新的自适应模糊PID控制器。鉴于PID控制器的性能完全依赖于其参数的整定和优化，采用粒子群算法离线优化PID参数，并利用

2、模糊控制在线调整PID参数，以取得良好的控制效果。利用Matlab软件进行了数字仿真。仿真结果表明，方法调节精度较高，调节迅速，超调小，具有一定的可行性。关键词：自适应；模糊控制；比例积分微分；粒子群算法；中央空调中图分类号：TP181文献标识码：BEmulationofIntelligentPIDControllerinTemperatureofCentralAir——conditioningsystemTANGXin，ZUOWei—heng，LIChang—chun(CollegeofElectricalEngineering，ChongqingUniversity，Chon

3、gqing4O0O44，China)ABSTRACT：Theroomtemperaturecontrolisacomplexsystem．ItisdificulttoensureexcellentcontrolefectbyoncesettingparametersofPID．Aimedattheoptimizingstateproblemthepaperproposedaparameterauto—tuningtechniquethatcanadjustthePIDparametersonrealtimetoensuregoodqualityofthecontrolsystem

4、．IntegratedtheadvantagesofPSO、FuzzycontrolandtraditionalPIDcontrol，aself—adaptivefuzzy—PIDcontrollerwasdesigned，whichusedPSOtooptimizeparametersofPIDcontrollerof—line．InviewofthattheperformanceofPIDcontrollercompletelydependsontheparametertuningandoptimization，PSOWasusedtooptimizeparametersof

5、PIDcontrollerof—line，andfuzzycontrollerwasusedtoadjustparametersonlineSOastogainthebettercontrolefect．Thesimula-tionresultwasgivenbyusingMatlab．Thesimulationshowsthatthecontrolsystemwithproposedcontrollernotonlyhasahighcontrolingaccuracy，butalsohasthecharacteristicofrapidaajustmentwithsmallov

6、ershoot．KEYWORDS：Self—adaptive；Fuzzycontrol；PID；PSO；HVAC1引言数，同时为了进一步完善PID控制器自适应性能，引人模糊中央空调系统是一个复杂系统，其能耗占整个建筑能耗控制在线调节PID参数，根据Matlab环境下的模糊逻辑工具的50％以上，是耗能大户，目前的控制方式一般都采用传统箱对其进行仿真研究，取得了良好的控制效果。的PID控制算法，其控制效果并不令人满意，在系统的控制精度、稳定性和可靠性等性能方面，难以满足用户的需求⋯。2控制系统模型建立模糊控制不需要被控对象的精确描述，为解决非线性、时间中央空调的实际控制对象大多可用高

7、阶的微分方程来描述。但为了分析简便，只要能满足一定的控制精度，常用滞后等问题提供了新的途径，在控制领域内取得了广泛的应低阶模型来近似描述控制对象的动态特性。而房间温度作用。而粒子群优化算法作为一种新兴的群体智能进化算法，为系统的控制对象，根据能量守恒定律，可建立对象房间的其易于实现、运算速度快、全局搜索能力强等特点已经在控微分方程，它是一个二阶系统，但在控制中往往用纯迟延的制领域中被证明是有效的。为此，本文建立了中央空调房间温度控制系统的数学模型，并将模糊控制和PID控制结合，一