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随着社会经济的发展以及人民生活水平的提高,中央空调系统成为人们生活中不可缺少的组成部分,中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时,也消耗掉了大量的能源。在电力供应日益紧张的情况下,如何降低空调系统的能量消耗,降低电力系统的峰值负荷,推广空调节能新措施,也就成为迫切需要解决的问题。
当前中央空调系统主要采用的还是传统的PID控制方式。由于中央空调系统是一种干扰因素多、强非线性、各回路间强耦合的复杂系统,PID控制模式很难达到高效、节能的运行指标。智能控制技术不需要对被控过程进行定量的数学建模,尤其适合应用于类似中央空调这样复杂的系统。
本文以中央空调冷温水系统作为研究对象,从当前能源利用角度出发,分析了中央空调能耗大的根本原因,介绍了变流量技术的发展和自动控制技术在中央空调系统中的应用现状。阐述了冬季工况中央空调热泵机组的工作原理,介绍了模糊控制系统的基本结构及其特点,以及构建模糊控制器的基本要求和设计原则。根据系统的控制品质要求,分别设计了PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器,建立了具有代表性的水系统控制模型以及各个环节的数学模型并在MATLAB/SIMULINK中实现了仿真。将三种控制规律应用到实验台中,分别测得了空调的房间温度、最末端压差、供水干管压力和总管流量等相关参数。运用专业知识,分析比较了仿真图形和实验数据曲线以及三种控制规律下空调水系统的运行性能。仿真和实验验证结果表明,模糊PID控制在三种控制算法中控制效果相对较好,可以作为空调水系统的一种的控制策略。