论文部分内容阅读
风光互补系统是一种常见的多源互补系统,近几年在国家的倡导和推广下,相关应用领域的研究有了突破性的进展,但目前风光互补系统的研究多集中于电能的转换、收集与利用,而对互补供暖系统的研究较少。本文针对北方供暖地区农村民居建筑供暖问题设计了风光互补供暖系统,并建立了室内热环境机理模型,对该模型的控制方法进行了相关研究,取得了较好的效果。本文首先通过对风光互补供暖系统工艺过程进行整体研究,从影响供暖建筑室内热环境因素的机理过程入手,对各因素影响温度的途径与过程进行了分析,并对采暖末端设备进行研究,针对风机盘管建立采暖设备换热模型,进而对室内热环境进行机理建模,将上述热工模型进行线性化并推导出室内温度与各个影响因素间的关系;其次,利用TRNSYS瞬态能耗模拟软件对供暖系统进行模拟,得到在冬季供暖工况下某日的室内温度变化,并与机理建模所得模型在Simulink环境下模拟仿真的结果进行对比,对所建机理模型进行验证;最后,针对控制模型确定控制系统结构,并对模型进行工程简化,设计单回路PID控制系统以及Smith预估控制系统,并对控制结果进行仿真分析,比较两种方法的控制结果,同时从工程实际角度出发对控制器进行优化,采用基于模型参考预估模糊自适应控制的方法对系统控制器进行优化设计,并对实验结果进行仿真模拟。通过研究发现,机理建模所得曲线与TRNSYS模拟真实环境所得参考曲线在冬季供暖工况环境下室内全天热环境的平均绝对误差温度为0.7465℃,相对于参考温度曲线的峰值误差而言,机理建模所得仿真曲线平均绝对误差比例为8.15%。利用单回路PID控制方法系统在650s附近达到稳定,超调量为45%;Smith预估控制对超调量做出了调整并将其改善为12.5%;经对比利用模型参考预估模糊自适应控制优化后的系统在动态性能、抗干扰能力、适应性及跟随性方面都得到了一定的改善。