變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)的模糊增益調(diào)整PID控制.pdf

1、隨著智能建筑的快速發(fā)展，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)也逐漸對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行越來(lái)越科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的控制和管理，不僅能使大樓的功能、檔次提高，而且可以達(dá)到高效節(jié)能的效果。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)就是以其節(jié)能性、靈活性而優(yōu)于其它空調(diào)系統(tǒng)，逐漸成為空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流。但是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的熱力系統(tǒng)，所受干擾多，對(duì)象的參數(shù)易于變化且難以確定。 PID控制是最早發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用經(jīng)典控制理論的控制策略之一，由于其算法簡(jiǎn)單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過

2、程控制，尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定控制系統(tǒng)。PID控制中一個(gè)關(guān)鍵的問題就是PID參數(shù)的整定。傳統(tǒng)的方法是在獲取對(duì)象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)某一整定原則來(lái)確定參數(shù)。而變風(fēng)量空調(diào)控制過程是一個(gè)大慣性、純滯后、時(shí)變、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，應(yīng)用常規(guī)PID控制不能達(dá)到理想的控制效果。另外，傳統(tǒng)的模擬PID控制算法呆板、正定不變、性能欠佳、對(duì)運(yùn)行工況的適應(yīng)性較差等，單純采用PID控制往往達(dá)不到滿意的效果。而近年來(lái)日益流行的模糊控制的優(yōu)點(diǎn)是魯棒性好

3、，無(wú)需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，但容易因控制規(guī)則的粗糙而引起穩(wěn)態(tài)誤差。 本文針對(duì)常規(guī)PID控制和簡(jiǎn)單模糊控制器存在的缺陷，把模糊理論和PID控制理論結(jié)合，在PID控制中引入模糊控制機(jī)理，構(gòu)成了兼有兩者優(yōu)點(diǎn)的模糊增益調(diào)整PID控制器。這種設(shè)計(jì)思想是先對(duì)空調(diào)房間建立數(shù)學(xué)模型，然后找出PID的三個(gè)參數(shù)與偏差和偏差變化率之間的模糊關(guān)系，在運(yùn)行中不斷檢測(cè)偏差和偏差變化率，通過模糊調(diào)節(jié)方法，根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和行為，對(duì)PID控制器的參數(shù)進(jìn)行在

4、線調(diào)整，使被控對(duì)象具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。這種方法解決了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和獲得良好性能的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)不確定因素的適應(yīng)性。 最后，本文采用MATLAB軟件中的SIMULINK工具箱對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，詳細(xì)闡述了仿真模型的建立過程，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析得出，在參數(shù)變化的情況下，應(yīng)用模糊增益調(diào)整PID控制器對(duì)變風(fēng)量系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以達(dá)到滿意的性能要求，并具有一定的節(jié)能效果。所以，本方法是可行的，具有一定的理論和應(yīng)用價(jià)值，為今后在工