太陽能-相變蓄熱新風(fēng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)是把太陽能技術(shù)和相變蓄熱技術(shù)相結(jié)合用于房間有組織通風(fēng)換氣的新型輔助供暖系統(tǒng)。國內(nèi)針對(duì)太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的研究相對(duì)較少，對(duì)其熱力學(xué)建模、控制算法及系統(tǒng)辨識(shí)的研究也不多見。而太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的建模以及控制問題對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的熱利用效率至關(guān)重要，關(guān)系到能源消耗問題，將很可能成為這個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 為便于對(duì)新風(fēng)系統(tǒng)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，先后搭建了太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

2、在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)的研究和分析，本文提出了系統(tǒng)的運(yùn)行模式及其控制方法；深入分析了系統(tǒng)各部件的數(shù)學(xué)模型；研究了太陽能-相變蓄熱新風(fēng)溫度的控制策略，提出把模糊控制算法應(yīng)用到太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的控制中，并最終實(shí)現(xiàn)了基于CAN總線技術(shù)的太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)的模糊控制。此外，本文還利用采集的新風(fēng)溫度和熱媒水流量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性系統(tǒng)建模與參數(shù)辨識(shí)的仿真研究。文中的主要內(nèi)容和成果如

3、下：
　　 1.利用-套太陽能熱水-相變蓄熱-空氣/水新風(fēng)換熱體系，研究了太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的工作原理，分析了在不同的供暖階段系統(tǒng)的主要運(yùn)行模式和各部分的運(yùn)行規(guī)律，最終設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于CAN總線的太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)的測量與控制。
　　 2.設(shè)計(jì)并搭建了太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬測控系統(tǒng)，首次提出了系統(tǒng)的三種控制模式及模式轉(zhuǎn)換控制方案。在充分考慮系統(tǒng)非線性、滯后性的基礎(chǔ)上，確定了系統(tǒng)總體控制目標(biāo)，為整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)

4、計(jì)與性能評(píng)價(jià)確立了理論依據(jù)。
　　 3.基于太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)，設(shè)計(jì)完成了手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。通過運(yùn)行測控系統(tǒng)驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性，掌握了系統(tǒng)各部件的運(yùn)行特性，同時(shí)獲得了大量有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為新風(fēng)模擬系統(tǒng)模糊控制的實(shí)現(xiàn)、自適應(yīng)神經(jīng)模糊建模與參數(shù)辨識(shí)提供了數(shù)據(jù)支持。
　　 4.研究并構(gòu)建了太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤管數(shù)學(xué)模型、房間溫度數(shù)學(xué)模型。其中房間溫度數(shù)學(xué)模型充分考慮了外界環(huán)境溫度以及熱負(fù)載等干擾因素，

5、以更準(zhǔn)確地模擬實(shí)際系統(tǒng)特性，為驗(yàn)證模糊控制器設(shè)計(jì)的合理性與有效性夯實(shí)了基礎(chǔ).
　　 5.作為本文的主要研究內(nèi)容，提出將Mamdani型的模糊控制算法用于太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)的新風(fēng)溫度控制中，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)三種運(yùn)行模式的模糊控制器，并在建立的風(fēng)機(jī)盤管的模型上進(jìn)行了MATLAB仿真。
　　 6.針對(duì)太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型難以精確建立的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理的控制器。應(yīng)用BP神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的誤差

6、反傳算法，對(duì)輸入變量隸屬度函數(shù)和輸出變量進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。結(jié)果表明：該算法采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊推理結(jié)合的建模和參數(shù)辨識(shí)方法，可以很大程度上逼近太陽能-相變蓄熱新風(fēng)模擬系統(tǒng)的特性，誤差幾乎為零。
　　 7.設(shè)計(jì)并進(jìn)行大量的太陽能-相變蓄熱新風(fēng)系統(tǒng)模糊控制實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證本文提出模糊控制算法的合理性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所實(shí)現(xiàn)的模糊控制系統(tǒng)具有響應(yīng)快速、魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，滿足對(duì)新風(fēng)出口溫度的控制要求。
　　 本文的工作可以為今后太