基于廣義預測控制的變風量空調末端仿真與控制研究.pdf

1、目前，變風量(VAV，Variable-Air-Volume Air—condition System)空調系統(tǒng)以其巨大的節(jié)能潛力逐漸成為國內(nèi)外空調系統(tǒng)的主流。但變風量(VAV)空調系統(tǒng)具有多變量、非線性、大延遲、時變等特點，傳統(tǒng)的PI、PID等線性控制理論難以獲得精確的數(shù)學模型，控制效果欠佳，影響了系統(tǒng)的節(jié)能和舒適性。同時，隨著生活水平的提高，人們對室內(nèi)熱舒適度的要求也越來越高，而單純以室內(nèi)溫度為被控參數(shù)的傳統(tǒng)控制法(室內(nèi)溫度設定值恒

2、定)顯得過于粗糙，無法營造一個真正舒適的環(huán)境。 針對上述問題，本文以變風量空調系統(tǒng)末端作為研究對象，設計了以熱舒適指標為室內(nèi)被控參數(shù)，廣義預測自校正算法為控制算法的變風量空調末端控制系統(tǒng)。通過分析影響人體熱舒適的因素，選擇PMV指標作為舒適指標，采用舒適指標控制，使空調系統(tǒng)的作用點從室內(nèi)空氣轉移到人體，提高了系統(tǒng)的舒適性，也有利于最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的節(jié)能潛力。針對VAV空調非線性、時變性等特點，在傳統(tǒng)廣義預測控制自校正方法的基礎

3、上，設計了時變遺忘因子參數(shù)估計的廣義預測自校正控制器，該方法可以依據(jù)系統(tǒng)動態(tài)特性的變化自動調整遺忘因子，可及時修正模型誤差、提高預測精度和保證控制效果。采用隱式算法求解輸出量，減少了廣義預測控制的計算量，便于實際工程應用。 為驗證以上設計的合理性，提高控制算法開發(fā)效率，本文設計了基于組態(tài)軟件和Matlab的VAV末端實時在線仿真平臺，在該平臺上對基于熱舒適指標的廣義預測自校正控制方法進行仿真驗證，仿真結果表明本文設計的控制方法能