变风量空调控制系统的建模与仿真.pdf

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1、曹振华：变风量空调控制系统的建模与仿真105变风量空调控制系统的建模与仿真曹振华(陕西国防工业职业技术学院建筑与热能工程学院。西安710302)【摘要】针对变风量(VAV)中央空调系统控制系统较复杂、在运行过程中所受干扰多，并且数学模型很难精确确定等特点。本文采用将两种控制方法相结合用于该空调控制系统中，即模糊控制与PID控制，并通过MATLAB仿真工具进行动态仿真，其结果表明模糊自适应整定PID控制比单纯的PID控制具有更快的动态响应、更小的超调，具有较强的鲁棒性；其送风量的大小更接近于实际负荷所需的送风量，节能和舒适效果明显。【关键词】变风量(VAV)中央空调系统；模

2、糊自适应整定PID控制；动态仿真【中图分类号】TU831【文献标识码】A【文章编号】1001—6864(2012)10—0105—03VARIABLEAⅡIVoLUIECoNTRoL5MMoDEINGANDSD帆ATloNCA0Zhen—hua(Dept．ArchitectureandThermalEngi．，ShaanxiInstituteofTechnology，Xi’an710302，China)Abstract：Characteristicsofthevariableairvolume(VAV)centralairconditioningsystemcontrol

3、systemismorecomplex，suferedinterferenceduringoperation，andthemathematicalmodelisdifficulttoaccuratelydetermine．Usingthetwocombiningfortheairconditioningcontrolsystem，fuzzycontrolandPIDcontrol，andthroughMATLABsimulationtoolfordynamicsimulation，theresultsshowthatthefuzzyadaptivePIDcontrolth

4、anPIDcontrolhasafasterdynamicresponse，smallerovershot，isrobust；thesize0fitsairsupplyairsupplyclosertotheactualload．energyeficiencyandcomfortefleeLKeywords：VAVaircontrolling；fuzzyadaptivetuningPIDcontroler；dynamicsimulation随着智能建筑的迅速发展，如今智能建筑发展的目标已考虑到舒适和节能两大因素，这也是智能建筑在今后发展的必然趋向。VAV空调系统以其节能、

5、运行灵活、方便、易改扩建等众多优点逐渐被众多的空调设计者和研究者所排风青睐。但变风量(VAV)中央空调系统控制系统较复杂、在图1简单的VAV控制系统示意图运行过程中所受干扰多，并且数学模型很难精确确定，因此采用单纯的PID控制该系统很难达到其节能和舒适的作图，为最简单的单输入和单输出的情况。因为变风量空调用。本文根据其特点采用将两种控制方法相结合用于该空系统被控对象较为复杂，运行过程中所受干扰多，很难用一调控制系统中，即模糊控制与PID控制。由模糊控制对常个精确的数学模型来描述，所以为了利于研究问题，做了以规PID控制的参数进行在线调整，以满足空调系统参数不下几个假设：①

6、被控空调房间室内负荷的变化、外界环境温断变化的要求，从而设计成了一个模糊自整定参数PID控度的变化、内部空气流动、太阳辐射等的影响忽略不计；②制器，该控制器可以将两者的优点充分发挥出来。其与采被控空调房间的围护结构内表面一层以外的蓄热不予考用单纯的PID控制相比具有更快的动态响应、更小的超调，虑；③假设被调空调房间温度均匀分布，区域无温差。具有较强的鲁棒性等一系列优点。则对于被调空调房间，根据假设和热平衡得”：1空调房间模型的建立Mcl+警=pcc(o一)+I61(0o一)要对变风量空调系统整个控制系统进行Simulink动态仿真，必须首先建立被控空调房间的模型。(1)设

7、被控空调房间有关参数如下：假定房间大小40mX式中，M。C。为被控空调房间的室内空气的容量系数，20m×3．5in，为19~C，oo为31clC。查得Pl为1．235ks／In，kJ／~C；M2C2为被控空调房间的室内表面一层材料的容量系尸2为160Oks／In，C1为1．005kJ／kg·℃，c2为Q06kJ／kg·℃，数，kJ／~C；0。为被控空调房间的室内空气温度，℃；为被控KA为2．05kW／~C。如图1所示。空调房间的围护结构内表面的温度，℃；P为空调送风的空图1是一个被控空调房间的变风量空调控制系统示意气密度，ks