基于Smith预估和前馈解耦的室内热舒适控制系统研究-市政工程专业论文.docxVIP

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基于Smith预估和前馈解耦的室内热舒适控制系统研究-市政工程专业论文

安徽建筑大学 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果.尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地 方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含 为获得 安徽建筑大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的司志对木研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示谢意。 尘品机J冒失名校作文论位学签字日期 : 尘品机 J 冒失 名 校 作 文 论 位 学 /气名签师导 签字日期 :问伊年 j月 / 气 名 签 师 导 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽建筑大学有保留、使用学位论文 的规定,即 : 研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权学位属于 安徽建筑大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽建筑大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行枪索,可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段侠存、汇编学位论文。(必威体育官网网址的学位 论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名;又参 签字咐 :听年 J月2 日 山名:对i …:时月2 日 摘 要 随着我国经济发展,人民生活水平的提高,人们对室内环境舒适性要求日益 增高与能源匮乏的矛盾越来越严重,这就迫使我们研究满足室内环境高舒适性要 求的节能方案。 空调是改善室内环境热舒适状况不可或缺的一部分,然而空调设备温湿度控 制系统存在滞后现象,控制回路之间耦合严重,传统的控制器控制效率低下,这 无疑加大了空调系统的能耗。此外,越来越多的人患上了“空调病”,空调所营造 的恒温恒湿环境存在着很大的弊端。因此,研究室内环境的动态热舒适规律,解 除温湿度控制回路之间的耦合,改进空调系统的控制算法,构建一个节能舒适的 动态室内环境是十分有意义的。 针对上述问题,本文进行了深入的研究,建立了温湿度控制系统的仿真模型, 设计了一种带有 Smith 预估环节的前馈解耦器,改进了系统的控制算法,给出了 一种动态热舒适控制方法。其中,对于温湿度控制系统仿真模型的建立,以安徽 省智能建筑重点实验室的热舒适研究室为物理模型,搭建基于 ZigBee 无线传感器 网络的温湿度采集平台,在机理分析的基础上利用最小二乘法进行系统辨识,获 取各模型的特性参数;对于解耦器的设计,在控制对象和控制器之间加入一个前 馈的补偿环节,利用 Smith 预估的方法解决系统的滞后问题;将模糊控制的思想 加入到传统的 PID 控制中,构建基于模糊 PID 的热舒适控制器,实现了对参数的 在线调整。在 Simulink 环境下搭建热舒适控制系统的仿真模型,并进行相应的仿 真分析,实验结果表明 Smith 预估与前馈解耦相结合的方法能够解决系统的滞后 问题,消除温湿度控制回路之间的耦合,改善系统的性能;与单纯的 PID 控制器 相比,基于模糊 PID 的热舒适控制器,具有动态响应好、上升时间快、超调小的 优点。最后,针对稳态热舒适的弊端,给出了一种动态热舒适控制的方法,控制 空调在节能区和舒适区交替运行,实验结果表明采用这种控制方法在满足用户热 舒适需求的同时也达到了节能的目的。 图 [48] 表 [6] 参 [79] 关键词:稳态热舒适;动态热舒适;Smith 预估;前馈解耦;模糊 PID 分类号:TP39 I Abstract With the development of Chinese economy and the improvement of people’s living standards, the contradiction between people’s increasing requirement for indoor environment comfort and the energy shorting is becoming more and more serious, which force us to research on the best energy-saving schemes that can meet the high thermal comfort of indoor environment. Air-conditioner is an integral part of improving indoor thermal comfort conditions. However, there exists hysteresis in air-conditioner temperature and humidity control system. Besides, the coupling between temp

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