机械电子工程专业毕业论文 [精品论文] 并联式太阳能热泵热水机组智能控制系统研究.doc

机械电子工程专业毕业论文 [精品论文] 并联式太阳能热泵热水机组智能控制系统研究 关键词：太阳能利用 热水机组 热泵技术 计算机控制 摘要：随着太阳能热利用和热泵技术的快速发展，太阳能热泵供热水技术逐步成为目前能源界研究开发的热点，并联式太阳能热泵热水机组（PSAHP）因其节能、环保、运行可靠等特点，广泛应用于各类大中型热水工程。由于太阳能热泵在我国尚属于推广使用初期，其控制采用的是简单的逻辑控制，如何采用先进的控制技术以保证太阳能热泵系统最大限度的节能和稳定供热是其急需解决的一个关键问题。本文对PSAHP智能控制系统进行了深入研究，在综合分析PSAHP能源利用率影响因素的基础上，提出了基于BP神经网络理论的PSAHP智能控制策略。主要研究内容如下： ⑴理论分析了影响PSAHP能源利用率的因素，提出了一种全新的以提高PSAHP能源利用率为目的的运行控制策略。实验测试了太阳辐射量与蓄热水箱水温升的关系，确定了开启热泵机组的太阳辐射量临界值；通过实验，研究了环境温度与热泵机组能耗、运行时间及能源利用率之间的关系，热泵机组能耗与运行时间随着环境温度的升高而降低，而能源利用率随着环境温度的升高而增大，实验结果和理论分析能够较好吻合。 ⑵建立了基于BP神经网络的PSAHP能源利用率预测模型，能根据当天的太阳辐射、环境温度、初始水温等参数的变化预测热泵机组的运行时间及能源利用率，针对热泵机组除霜等不确定因素的影响，采用模糊系统对预测结果进行修正。运用MATLAB软件，对预测模型进行了仿真模拟，整体预测结果良好。 ⑶结合PSAHP运行特点，在原有的控制器基础上，设计了PSAHP智能控制系统软件部分。运用VB6.0语言编制了上位机控制软件，实现BP神经网络算法、模糊修正、上位机与西门子S7-200 PLC之间的数据通讯及数据存储等功能。采用模块化设计思想，运用STEP-7编程软件编制了PLC运行程序。测试结果表明：智能控制系统预测效果良好，与原有的控制系统相比，热水能源利用率提高了约20％，实现了真正意义上的节能。  正文内容 随着太阳能热利用和热泵技术的快速发展，太阳能热泵供热水技术逐步成为目前能源界研究开发的热点，并联式太阳能热泵热水机组（PSAHP）因其节能、环保、运行可靠等特点，广泛应用于各类大中型热水工程。由于太阳能热泵在我国尚属于推广使用初期，其控制采用的是简单的逻辑控制，如何采用先进的控制技术以保证太阳能热泵系统最大限度的节能和稳定供热是其急需解决的一个关键问题。本文对PSAHP智能控制系统进行了深入研究，在综合分析PSAHP能源利用率影响因素的基础上，提出了基于BP神经网络理论的PSAHP智能控制策略。主要研究内容如下： ⑴理论分析了影响PSAHP能源利用率的因素，提出了一种全新的以提高PSAHP能源利用率为目的的运行控制策略。实验测试了太阳辐射量与蓄热水箱水温升的关系，确定了开启热泵机组的太阳辐射量临界值；通过实验，研究了环境温度与热泵机组能耗、运行时间及能源利用率之间的关系，热泵机组能耗与运行时间随着环境温度的升高而降低，而能源利用率随着环境温度的升高而增大，实验结果和理论分析能够较好吻合。 ⑵建立了基于BP神经网络的PSAHP能源利用率预测模型，能根据当天的太阳辐射、环境温度、初始水温等参数的变化预测热泵机组的运行时间及能源利用率，针对热泵机组除霜等不确定因素的影响，采用模糊系统对预测结果进行修正。运用MATLAB软件，对预测模型进行了仿真模拟，整体预测结果良好。 ⑶结合PSAHP运行特点，在原有的控制器基础上，设计了PSAHP智能控制系统软件部分。运用VB6.0语言编制了上位机控制软件，实现BP神经网络算法、模糊修正、上位机与西门子S7-200 PLC之间的数据通讯及数据存储等功能。采用模块化设计思想，运用STEP-7编程软件编制了PLC运行程序。测试结果表明：智能控制系统预测效果良好，与原有的控制系统相比，热水能源利用率提高了约20％，实现了真正意义上的节能。 随着太阳能热利用和热泵技术的快速发展，太阳能热泵供热水技术逐步成为目前能源界研究开发的热点，并联式太阳能热泵热水机组（PSAHP）因其节能、环保、运行可靠等特点，广泛应用于各类大中型热水工程。由于太阳能热泵在我国尚属于推广使用初期，其控制采用的是简单的逻辑控制，如何采用先进的控制技术以保证太阳能热泵系统最大限度的节能和稳定供热是其急需解决的一个关键问题。本文对PSAHP智能控制系统进行了深入研究，在综合分析PSAHP能源利用率影响因素的基础上，提出了基于BP神经网络理论的PSAHP智能控制策略。主要研究内容如下： ⑴理论分析了影响PSAHP能源利用率的因素，提出了一种全新的以提高PSAHP能源利用率为目的的运行控制策略