学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于自抗扰控制的变风量空调控制系统的研究

作　者: 孙赟
导　师: 齐冬莲
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 变风量空调系统 自抗扰控制(ADRC) PID控制 变风量末端装置(VAV BOX) 多变量解耦控制
分类号: TB657.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 105次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来适应区域内负荷变化的一种空调系统,该系统凭借其灵活、节能、舒适的优点,成为国内外大型中央空调系统发展的主流。然而,由于系统本身所具有多回路、非线性、强耦合等特点,给变风量空调控制系统的设计和运行带来了困难。因此,变风量空调系统自动控制技术的研究和开发,具有重要的实践价值。本文主要研究了变风量空调系统的PID控制技术以及自抗扰控制技术,给出了系统的软硬件设计。主要内容包括：1.变风量空调子系统的模型研究。从对象机理出发,深入分析各变量的耦合关系,对变风量空调系统中的各种设备进行建模,包括：空调房间、变风量末端、变频器、风机、表冷器、水阀等环节。通过对各设备在设计工况附近进行泰勒级数展开,作近似线性化处理,得到了对应子系统的传递函数,为系统控制技术的研究奠定基础。2.结合自抗扰控制技术的基本原理和特点,给出了自抗扰控制器的离散算法。通过Simulink的S函数模块,建立自抗扰控制器的仿真模型。3.针对变风量末端装置,设计自抗扰控制器,实现房间温度控制。仿真结果表明：相比于PID控制,自抗扰控制技术能够很好地克服房间热负荷变化和外界环境扰动带来的影响,房间温度稳定在设定值附近,波动幅度较小。4.针对变风量空调控制系统中房间温度回路、送风温度回路和静压回路之间的强耦合作用,采用自抗扰控制技术进行解耦。分析发现,系统中的耦合均属于动态耦合,可以作为各自回路中的总扰动来估计并进行补偿。MATLAB仿真结果表明：自抗扰技术能够有效补偿系统中各回路间的相互耦合作用,保证系统的稳定运行。5.基于课题背景,设计了变风量空调系统控制系统的硬件。控制器以AT91SAM9261处理器为核心,结构完善,处理能力强,能够在该平台上实现PID、自抗扰控制等复杂算法。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-10
目录  10-12
第1章 绪论  12-24
  1.1 引言  12-13
  1.2 变风量空调系统的原理和特点  13-16
    1.2.1 变风量空调系统的基本原理  13-14
    1.2.2 变风量空调系统的特点  14
    1.2.3 变风量空调系统的结构和组成  14-16
  1.3 变风量空调系统的控制  16-22
    1.3.1 房间温度控制  16-17
    1.3.2 机组送风量控制  17-19
    1.3.3 送风温度控制  19-21
    1.3.4 新风量控制  21-22
  1.4 变风量空调系统中的耦合关系  22-23
  1.5 本文的主要研究内容  23-24
第2章 变风量空调系统的建模  24-32
  2.1 空调房间模型  24-26
  2.2 变风量末端模型  26
  2.3 变频器模型  26-27
  2.4 风机模型  27-28
  2.5 表冷器模型  28-30
  2.6 水阀模型  30-31
  2.7 本章小结  31-32
第3章 变风量空调系统的PID控制仿真  32-40
  3.1 PID控制  32-34
  3.2 变风量末端的PID控制  34-36
    3.2.1 真实空调房间的Simulink仿真模型  34-35
    3.2.2 PID控制仿真结果分析  35-36
  3.3 变风量空调系统的PID控制  36-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章 自抗扰控制技术  40-51
  4.1 自抗扰控制原理  40-49
    4.1.1 传统PID控制的优缺点  40-41
    4.1.2 安排过渡过程  41-42
    4.1.3 跟踪微分器  42-45
    4.1.4 非线性反馈控制律与非线性PID  45-46
    4.1.5 扩张状态观测器与扰动估计补偿  46-49
  4.2 自抗扰控制的基本结构和算法  49-50
  4.3 本章小结  50-51
第5章 变风量空调系统的自抗扰控制  51-59
  5.1 变风量末端的自抗扰控制  51-54
    5.1.1 变风量末端的自抗扰控制原理  51-52
    5.1.2 仿真结果分析  52-54
  5.2 变风量空调系统的自抗扰控制  54-58
    5.2.1 变风量空调系统的自抗扰控制原理  54-55
    5.2.2 仿真结果分析  55-58
  5.3 本章小结  58-59
第6章 基于ARM的控制器实现  59-69
  6.1 AT91SAM9261处理器简介  59-60
  6.2 控制器硬件设计  60-68
    6.2.1 电源电路  60-61
    6.2.2 存储器电路  61-63
    6.2.3 以太网电路  63
    6.2.4 LCD接口电路  63-64
    6.2.5 DI/DO/AI/AO电路  64-66
    6.2.6 CAN、RS485扩展电路  66-67
    6.2.7 USB接口电路  67-68
  6.3 本章小结  68-69
第7章 总结与展望  69-71
  7.1 主要结论  69-70
  7.2 后续研究工作展望  70-71
参考文献  71-74

相似论文

  1. 船用舵机电液伺服单元单神经元PID控制,U666.152
  2. 涵道式无人飞行器系统的建模与控制策略研究,V249.122
  3. 半导体激光器温度控制系统的研究,TP273
  4. 压电驱动微工作台的控制与校正技术研究,TP273
  5. 基于模糊整定PID的海浪运动模拟试验台控制系统设计,TP273.4
  6. 多层共挤流涎成形过程温度控制技术研究,TQ320.721
  7. 基于控制方法的粒子群算法改进及应用研究,TP301.6
  8. 移动机器视觉定位导航和自主避障系统的研究,TP242
  9. 智能车激光路径寻迹追踪技术的研究,TN24
  10. T型导轨反弯校直软件系统设计及控制系统优化,TU857
  11. 居民小区换热站变频定压补水系统设计,TU995
  12. 水处理溶气气浮控制系统的分析与控制,TU991.2
  13. 城市热网远程监控系统,TU995
  14. 液压挖掘机的轨迹规划与控制,TU621
  15. 永磁偏置混合磁悬浮轴承结构设计及控制方法研究,TH133.3
  16. 电液数字控制技术在提升装置中的应用研究,TH21
  17. 主动磁悬浮轴承的PID控制研究,TH133.3
  18. 优化算法改进的RBF神经网络在电动机控制中的应用,TM32
  19. 一种基于非线性PID控制的结晶器液位控制系统研究,TF341.6
  20. 连铸扇形段辊缝调节液压控制系统研究,TF341.6
  21. 基于模糊PID的高炉炉顶压力控制系统的开发与工业应用,TP273.4

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 制冷工程 > 制冷机械和设备 > 制冷设备 > 空调器
© 2012 www.xueweilunwen.com