论文题目: 模糊-PID控制技术在中央空调系统中的应用与研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 赵瑞军
导师: 王先来
关键词: 智能建筑,空调系统,模糊控制,控制器,计算机仿真
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 21世纪是现代化城市的世纪,数字化、网络化、智能化是其普遍的特征。高新技术突飞猛进,建筑面临质的飞跃,现代化建筑是适应知识经济发展的必然产物,应属智能型建筑范围;由于信息技术、计算机技术、控制技术的高速发展,使得建筑的智能化技术越来越成熟,并且得到了广泛的应用。智能建筑(intelligent building)主要由楼宇设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三个系统相组成。其中楼宇设备自动化系统(BAS)是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。空调系统是智能建筑中的一个很重要的组成部分,随着我国经济的发展和城市化水平的提高,中央空调的使用将越来越普遍;但是空调系统能耗量大,约占整个建筑能耗的60～70%,因此如何使空调系统节能,己成为建筑节能的重点,而且大有可为。从二十世纪七、八十年代以来,作为人工智能控制技术之一的模糊控制技术理论,倍受业界专家及学者们的瞩目和广泛的应用研究,具有不需要建立被控对象的精确数学模型、鲁棒性强等特点的模糊控制技术,有着经典控制技术无法比拟的优点。本文的主要目的就是提出一种基于模糊控制技术应用于智能建筑空调控制的方法。具体采用便宜、实用且集成度比较高的PIC系列单片机构造系统硬件和软件设计,在传统模糊控制基础上引入了控制领域中广泛应用的PID控制与优化模糊控制器进行协调控制的策略,克服了简单模糊控制器控制精度较低、消除稳态误差能力差的缺点,能够提高空调的效率,达到高效节能的效果,对于现代智能建筑空调设计有着一定的现实意义。本论文主要工作是设计出空调系统的模糊控制器和系统硬、软件设计思想及进行控制仿真。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 楼宇设备自动化系统的组成
1.2 楼宇设备自动化系统结构
1.3 楼宇设备自动化系统的功能
1.4 课题的来源及背景
1.5 论文的体系结构
第二章 模糊控制技术在本课题中的应用
2.1 模糊控制的发展
2.1.1 历史背景
2.1.2 应用现状
2.2 模糊集合与隶属函数
2.2.1 模糊集合的基本概念
2.2.2 模糊集合的表示方法
2.2.3 模糊集合的运算
2.3 模糊关系
2.4 模糊推理
2.4.1 模糊条件推理
2.4.2 模糊合成规则
2.5 模糊控制器的基本原理和结构
2.5.1 模糊控制器的一般结构
2.5.2 PID 模糊控制器
2.6 模糊控制器的设计
2.6.1 选择模糊控制器的结构
2.6.2 选取模糊控制规则
2.6.3 确定模糊化和解模糊策略，制定控制表
2.6.4 确定模糊控制器的参数
第三章 变频调速技术在空调节能中的应用
3.1 传统空调与变频空调的比较
3.2 本系统的变频装置
3.2.1 变频调速原理
3.2.2 变频器的类别
3.3 变频空调在空调系统节能中的应用
3.3.1 理论分析
3.3.2 变风量空调系统变频调速节能
第四章 高层建筑中的空调自动控制系统
4.1 直接数字控制系统（DDC 系统）
4.2 空调自动控制系统的基本环节、内容和方式
4.2.1 选择控制环节
4.2.2 分程控制环节
4.2.3 温度设定值的自动再调控制环节
4.2.4 送风温度高、低限值控制环节
4.2.5 风量和新风量控制环节
4.3 变风量系统简介
第五章 中央空调系统中模糊-PID 控制器的设计
5.1 系统原理
5.1.1 传统室内温度控制数学模型的建立
5.1.2 PID 控制器的设计
5.2 常规模糊控制器的设计
5.2.1 模糊控制器的输入变量
5.2.2 模糊-PID 空调机组的输出变量
5.2.3 尺度变换（量化因子、比例因子）
5.2.4 模糊语言变量值及隶属函数
5.2.5 建立模糊控制规则表
5.2.6 建立模糊控制表
5.3 自寻优模糊控制器的设计
5.3.1 控制算法的实现
5.3.2 输入变量论域及量化因子的选择
5.3.3 输入变量的模糊化方法
5.3.4 α因子自调整部分的设计
5.3.5 ＫＵ自寻优部分的设计
5.4 PID 控制器参数的自整定
5.4.1 PID 参数初值的确定
5.4.2 PID 控制
5.4.3 条件值的模糊化和操作值的判决
5.4.4 自动参数整定
5.5 系统硬件构成
5.5.1 系统功能
5.5.2 系统组成介绍
5.5.3 硬件电路设计
5.5.4 主电路的设计
5.6 软件构成
第六章 控制系统仿真结果
6.1 MATLAB 简介
6.2 系统仿真与研究
6.2.1 对室内温度控制数学模型的仿真研究
6.2.2 当△e 论域范围变化时模糊控制器的仿真研究
6.2.3 改变模糊控制规则后的模糊控制器的仿真研究
6.3 系统仿真
6.4 模糊—PID 控制器的仿真
6.5 结论
结束语
参考文献
附录
发表论文和科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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