非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)換熱器的建模仿真與控制策略研究.pdf

1、在發(fā)展環(huán)境友好型和資源節(jié)約型兩型社會(huì)的倡導(dǎo)下，發(fā)展非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是非常重要的，非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)與傳統(tǒng)的補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)區(qū)別在于換熱儲(chǔ)熱環(huán)節(jié)，換熱器設(shè)備吸收了壓縮空氣的壓縮熱，既提高了系統(tǒng)效率又沒有化石燃料的污染，所以針對(duì)非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中換熱器的模型仿真和控制策略研究是十分必要的。
　　本文首先對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的背景及意義做了詳盡的研究，其次對(duì)非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的原理和組成部分做了詳細(xì)的說(shuō)明

2、，并以非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)換熱器為對(duì)象進(jìn)行研究。將管殼式換熱器系統(tǒng)作為被控對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、控制算法以及換熱過(guò)程模擬仿真的研究，對(duì)于改善換熱器系統(tǒng)的控制效果，提高換熱效率具有重要的意義。
　　利用機(jī)理建模與系統(tǒng)辨識(shí)的方法建立了換熱器的數(shù)學(xué)模型，確定了換熱器熱流出口溫度與冷流入口流量之間的關(guān)系，通過(guò)階躍響應(yīng)仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。針對(duì)換熱器大時(shí)滯、參數(shù)時(shí)變的特性，采用了全參數(shù)自適應(yīng)Smith預(yù)估控制算法(A

3、PASPCA)對(duì)換熱器模型進(jìn)行控制。在常規(guī)Smith預(yù)估器的基礎(chǔ)上，基于模型參考自適應(yīng)原理，利用Lyapunov函數(shù)法設(shè)計(jì)了預(yù)估器增益和時(shí)間常數(shù)的自適應(yīng)律，并利用信號(hào)相關(guān)性分析技術(shù)中的平均幅度差函數(shù)實(shí)現(xiàn)了被控對(duì)象純滯后時(shí)間的最優(yōu)估計(jì)，使得預(yù)估器模型參數(shù)能夠跟蹤被控對(duì)象參數(shù)的變化，從而保證了Smith預(yù)估器的控制效果。仿真結(jié)果表明， APASPCA算法針對(duì)具有大時(shí)滯、參數(shù)時(shí)變的被控對(duì)象換熱器，具有良好的控制精度、穩(wěn)定性和魯棒性，是一種性能