粒子群算法在变风量空调控制系统中的应用研究

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3、蔽分类号密级UDC学校代码10496硕士学位论文粒子群算法在变风量空调控制系统中的应用研究TheApplicationofParticleSwarmOptimizationinVAVControlSystem论文作者张青指导教师李智教授学科专业机械电子工程论文提交日期2015.6论文答辩日期2015.5.29答辩委员会主熊和金评阅人盲审2015年6月摘要当今社会工业的迅猛发展与进步促使人们的生活水平也在跟着持续地改善，空调在人们日常工作和生活中成为了必不可少的一个部分。因此，中央空调在每一栋现代化

4、建筑中都是随处可见的，而且整栋现代化建筑中的绝大部分能耗也都来自于中央空调。由于我们在设计和管理中央空调时存在着许多不完善的地方，因此，中央空调有着巨大的节能潜力。目前，由于我们对中央空调没有形成系统化的管理，它的自动控制水平也太低，因此，如何站在整个系统的角度上来优化中央空调运行过程中的各个参数值，让整个系统处于最优状态，从而达到最大的节能效果，成为了当今空调控制领域的研究热点。本文以变风量(VAV，Variable-Air-VolumeAir-conditionSystem)空调系统为例来作为研究

5、。变风量空调系统的出现就是为了减少能耗，与常规的定风量空调系统相比，它的空调方式更为先进，它是在使送风温度不改变的情形下来改变房间送风量来实现它的工作状态的，能达到室内温度为设定值并保持稳定的目的。变风量空调系统能够有效地减少系统的总送风量和装机容量，这样不仅能减少能量消耗，还能减少资金的投入。压力无关型装置是变风量空调系统的一个重要组成部分，由于它的高效调节手段以及更大的节能潜力，近年来逐渐成为人们的研究热点。它的主要控制对象是室内温度，辅助控制对象是风量，两者共同构成串级控制回路。由于大滞后性、多

6、变性、时变性是变风量空调系统最典型的特性同时非线性也是该系统的一个典型特性，因此对它建立一个精确的数学模型是非常难的。对于一般的PID控制器来说，虽然它的算法简单、可靠性较高，但它的参数不好整定，所以常规PID控制难以满足本文中所提到的变风量空调系统的各种控[1]制要求，因此，除了对本文中的控制系统建立数学模型外，还提出了一种粒子群算法来优化该控制系统的PID参数，但基本的粒子群算法有着精度低、易发散、不收敛，缺乏多样性等缺点，因此在应用它的同时需要对它进行必要的改进和完善。本文引进了它的一个改进算法

7、，即混沌粒子群算法，对变风量系统末端装置进行了数学建模，并在此基础上对基本粒子群和混沌粒子群PID进行了仿真实验，对比了它们的实验结果。仿真结果验证了该算法的有效性，而且外界对该系统本身风量和温度的干扰在控制器的作用下得到了有效的控制。关键词：变风量空调；压力无关型变风量末端；PID控制；粒子群算法IABSTRACTTherapiddevelopmentandprogressoftheindustryintoday'ssociety,promotedpeople'slivingstandardhasb

8、eenimproved.Airconditioninghasbecomeanecessarypartinpeople'sdailylifeandwork.Therefore,thecentralairconditioningsareeverywhereineachofamodernbuilding,andmostoftheenergyconsumptioninamodernbuildingalsocomesfromthecentralairconditi