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基于模糊PID控制的酒店新风控制系统的研究

作　者: 高非非
导　师: 吴杰
学　校: 北京建筑工程学院
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 新风量控制 模糊PID 串行通信 风机 变频
分类号: TU831.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


在我国,建筑能耗占的比重越来越大,其中空调的能耗是最大的,因而关于空调节能的研究尤为重要。调研数据显示,在酒店客房入住率变化很大的情形下,新风空调控制系统仍采用传统的定新风量控制方式,新风负荷占总负荷的比例很大,存在不合理性。基于此,本文提出一种新的新风控制策略：在酒店客房使用率变化不定的情形下,新风量的供应按即时需求来供应,采用变风量空调技术,通过对风机实施变频控制达到节能的目的。由于空调控制系统具有非线性、大滞后等特点,传统的PID控制不能很好的完成控制任务,本文采用模糊PID算法实现风机的变频控制。本文中,我们利用Matlab对传统PID算法和模糊PID算法进行了对比仿真,并利用PLC作为控制器,搭建了新风机组风机控制系统。本文完成的主要工作如下：1、提出采用模糊PID算法实现风机的变频控制策略,并利用Matlab仿真实现了传统PID算法和模糊PID算法的比较；2、基于PLC,完成了模糊PID控制器的设计,实现了逻辑控制和模糊PID算法,搭建了新风机组风机控制系统；3、完成了新风机组风机控制系统中,上位机与PLC之间、上位机与网络温度控制器之间的通信程序设计。仿真和实验结果表明,和传统PID算法相比,模糊PID算法具有更好的控制效果,本文提出的控制策略是正确的、可行的。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-11
  1.1 课题研究的背景及其意义  7
  1.2 国内外研究现状  7-8
    1.2.1 空调控制系统研究现状  7-8
    1.2.2 酒店新风系统的研究现状  8
  1.3 风机盘管空调系统  8-10
    1.3.1 组成  8-9
    1.3.2 风机盘管工作原理  9-10
    1.3.3 新风供给方式  10
  1.4 课题研究内容  10-11
第2章 模糊PID控制理论及其算法实现  11-24
  2.1 PID控制概述  11-13
    2.1.1 PID控制原理  11-12
    2.1.2 PID控制器的设计  12-13
  2.2 模糊控制原理  13
  2.3 模糊控制系统  13-14
    2.3.1 模糊控制系统的基本概念  13
    2.3.2 模糊控制系统的原理  13-14
  2.4 模糊控制器的设计  14-17
    2.4.1 模糊控制器的结构设计  14-15
    2.4.2 模糊控制规则的设计要点  15-17
  2.5 模糊PID控制器的设计  17-23
    2.5.1 变量模糊化  17-20
    2.5.2 模糊规则  20-23
    2.5.3 去模糊化  23
  2.6 小结  23-24
第3章 系统总体设计  24-35
  3.1 风机变频调速节能原理  24
  3.2 定静压控制法  24
  3.3 系统总体方案设计  24-26
    3.3.1 控制策略的提出  24-25
    3.3.2 系统原理图设计  25-26
  3.4 系统硬件设计  26-28
    3.4.1 PLC控制单元  26
    3.4.2 变频器的选择  26-27
    3.4.3 联网温度控制器的选择  27-28
  3.5 系统通信程序设计  28-34
    3.5.1 RS-485串行通信概述  28
    3.5.2 上位机与PLC的通信  28-30
    3.5.3 上位机与联网温度控制器的通信  30-32
    3.5.4 运行界面  32-34
  3.6 小结  34-35
第4章 模糊控制系统的实现  35-41
  4.1 PLC的工作原理  35-36
  4.2 PLC控制系统设计  36-37
    4.2.1 模拟输入量的处理  36-37
    4.2.2 模拟量的转换  37
    4.2.3 PID指令程序编写  37
  4.3 PLC实现模糊PID控制的方案  37-40
    4.3.1 输入量的模糊化  38
    4.3.2 建立模糊控制查询表  38-39
    4.3.3 模糊查询表的PLC实现  39-40
  4.4 小结  40-41
第5章 仿真及其实验数据分析  41-44
  5.1 Matlab仿真  41
  5.2 实验系统介绍  41-42
  5.4 实验数据分析  42-44
总结与展望  44-45
参考文献  45-48
攻读硕士学位期间发表的论文  48-49
致谢  49

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节系统
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