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铁路客车空气调节系统的智能控制

作　者: 李顺
导　师: 郭世明
学　校: 西南交通大学
专　业: 电工理论及新技术
关键词: 铁路客车空气调节系统模糊控制温度控制
分类号: TM921.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

铁路客车空气调节控制系统采用变频控制技术可实现制冷量的无级调节、降低系统耗电、提高车内舒适度。铁路客车空气调节系统变频控制可使压缩机的转速随着负荷的大小而改变，由于客室温度波动小从而提高了舒适性。此外，铁路客车空气调节变频控制系统还有启动电流小，快速制冷、制热，噪音小等优点。本文的研究目标有两个。第一是研究铁路空调客车通风系统的控制方法。第二是研究铁路空调客车空气调节系统温度的控制方法。论文共分五个部分：第一部分介绍了现有铁路客车空气调节控制系统概况。现有空调客车空调控制系统存在的不足铁路空调客车空调变频控制系统概况。第二部分介绍客车空气调节控制系统的实现方法。文章在分析铁路客车变频调速系统各部分负载特点的基础上，提出了实现铁路客车变频调速的基本控制方法。第三部分客车空气调节控制系统的智能控制策略。模糊控制技术采用模糊推理方法而且不需要系统的数学模型，具有其它控制方法无法比拟的优势。采用模糊控制将渐成为铁路客车空气调节控制系统发展的主要方向。根据铁路客车客室内的温度传感器测得客室温度值和得出相应的温度变化率，运用模糊控制推理确定新风的温度，进而控制变频压缩机的转速、电磁阀的开度和冷凝风机的转速，达到最佳的运行状况和最佳的节能效果。文中介绍了这种控制方式的基本原理及方法，应用MATLAB／SIMULINK软件建立了模糊控制系统的仿真模型，并得出了仿真结果。第四部分介绍了铁路客车空气调节控制系统硬件电路，该系统是由客车空气调节控制系统控制器、外围电路、变频器组组成。最后介绍了铁路客车空气调节控制系统软件系统设计。

全文目录

第一章绪论  8-12
  1.1 现有铁路客车空气调节系统控制概况  8-9
  1.2 现有空调客车空气调节控制系统存在的不足  9-10
  1.3 铁路客车空气调节系统变频控制概况  10-11
  1.4 论文研究目标、研究内容  11-12
第二章客车空气调节系统的变频调速  12-20
  2.1 铁路客车空气调节系统的变频调速  12
  2.2 铁路客车空气调节通风系统的变频控制  12-15
    2.2.1 通风系统的变风量(VAV)控制概述  12-13
    2.2.2 变频调速实现通风系统的变风量控制(VAV)  13-14
    2.2.3 新风风机、送风风机、废排风机的加减速方法的确定  14-15
    2.2.4 二氧化碳浓度监控法控制新风风机  15
  2.3 铁路客车空气调节系统温度变频控制  15-18
    2.3.1 采用变频调速温度控制系统的铁路客车空气调节系统的特点  16
    2.3.2 压缩机变频调速实现铁路客车空调系统温度控制  16-17
    2.3.3 缩机的加减速方法的设计  17
    2.3.4 冷凝风机控制  17-18
  2.4 铁路客车空气调接系统变频控制  18-20
    2.4.1 铁路客车空气调节系统的启动阶段控制  18
    2.4.2 铁路客车空气调节系统的稳定运行阶段控制  18-19
    2.4.3 铁路客车空气调节系统的紧急模式控制  19-20
第三章客车空气调节系统的智能控制策略  20-33
  3.1 智能控制的发展过程  20-22
    3.1.1 智能控制的产生  20-21
    3.1.2 智能控制的概念及特点  21-22
  3.2 关于模糊控制(FUZZY CONTROL)  22-24
    3.2.1 模糊控制的概念  22-23
    3.2.2 模糊控制系统  23-24
  3.3 铁路客车空气调节系统温度控制基本模糊控制器的设计  24-33
    3.3.1 控制器输入、输出量的确定  25
    3.3.2 确定输入，输出变量的变化范围，量化等级和量化因子K_e、K_(ec)、K_u  25-27
    3.3.3 模糊控制规则及查询表  27-33
第四章模糊控制的计算机仿真  33-42
  4.1 MATLAB／SIMULINK仿真软件介绍  33-34
  4.2 铁路客车空气调节系统温度控制数学模型的建立  34-36
  4.3 铁路客车空调系统温度模糊控制模型的仿真  36-42
第五章系统硬件设计  42-51
  5.1 客车空气调节系统硬件构成  42-44
    5.1.1 客车空气调节系统控制器  42-43
    5.1.2 外围电路  43-44
    5.1.3 变频器组  44
  5.2 客车空气调节系统控制器  44-47
    5.2.1 基于P87C591的控制电路设计  45-47
  5.3 故障及保护电路的设计  47-49
  5.4 人机接口的硬件设计  49-50
  5.5 硬件电路抗干扰技术  50-51
第六章客车空气调节系统控制软件设计  51-59
  6.1 FRANKLIN C51程序设计  51
  6.2 客车空气调节系统控制软件模块化设计  51-53
  6.3 客车空气调节系统温度变频控制模块的软件设计  53-57
    6.3.1 主程序的设计  53
    6.3.2 制冷子程序程序的设计  53-54
    6.3.3 压缩机电机启动子程序的设计  54-55
    6.3.4 压缩机电机停机子程序的设计  55-56
    6.3.5 中断保护及故障诊断子程序的设计  56-57
  6.4 客车空调变频新风量控制模块的软件流程设计  57-59
    6.4.1 客车空气调节系统常规通风模式控制子程序的软件设计  57-59
结论  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  65

铁路客车空气调节系统的智能控制

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