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变风量空调系统模糊PID控制

变风量空调系统模糊PID控制. 导师：师黎 姓名：陈月营. 一. 二. 三. 四. 设计思想. 模糊 PID 设计原理. 系统 simulink 仿真. 仿真结果与分析. 一 . 设计思想. 变风量空调系统是通过改变风量而不是送风温度来调节和控制某一空调区域的一种空调系统。

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变风量空调系统模糊PID控制

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Presentation Transcript

  1. 变风量空调系统模糊PID控制 导师：师黎 姓名：陈月营

  2. 一. 二. 三. 四. 设计思想 模糊PID设计原理 系统simulink仿真 仿真结果与分析

  3. 一.设计思想 • 变风量空调系统是通过改变风量而不是送风温度来调节和控制某一空调区域的一种空调系统。 • 由于空调系统是一个干扰性大、高度非线性、随机干扰因素多的系统，其参数整定困难。将模糊控制和常规PID控制相结合即模糊PID控制，通过与常规PID的室温控制仿真曲线比较表明：模糊PID取得了较好的控制效果,模糊PID控制动态响应快，控制精度高，超调量小；所需送风量更接近于实际负荷的需要，达到既舒适又节能的效果。

  4. 二.参数自整定模糊PID控制器设计原理 常规PID控制器结构示意图 模糊PID结构示意图

  5. 三.系统simulink仿真 3.1. 模糊控制器结构 • 模糊控制器采用两输入三输出结构。 • 两输入为：温度偏差绝对值|e|=|r-y|和温度偏差变化率绝对值|ec|=|de/dt|。 • 三输出为：Kp、Ki、Kd。

  6. 3.2.模糊控制器各语言变量值及论域 • 各语言变量值设为：B（大）、M（中）、S （小）、Z（零）四种。 • 各语言变量论域为：{0，1，2，3}。 • 采用三角形隶属函数和中心去模糊化。

  7. 模糊PID控制器构成图

  8. |e|/|ec|、Kp/Ki/Kd的隶属函数图

  9. 表1 Kp控制规则表 表2 Ki控制规则表

  10. 表3 Kd控制规则表

  11. 3.3. simulink建模仿真 ■ 对象模型：G（s）= ■ 给系统加阶跃输入信号，调节参数：Kp=26.55、Kd=0.00015、Ki=0.225，得到传统PID和模糊PID输出信号，比较、分析他们的优劣。

  12. 系统仿真结构模型图

  13. 四.仿真结果与分析 （黄线：模糊PID；红线：传统PID） 4.1 基于前面对象模型的仿真结果

  14. 4.2 模型失配与抗干扰仿真分析 模型对象G（S）=

  15. 系统引入脉冲干扰信号仿真图 （5秒时引入脉冲干扰）

  16. 四. 仿真结果与分析 通过分析比较两种PID控制结果仿真图像，可得,模糊PID控制比传统PID控制相比，模糊PID具有较好的动、静态性能，具体表现为: • 1. 能够快速响应并可以较快稳定。 • 2. 抗干扰性增强。 • 3. 避免过大超调，送风量接近实际需求、又利 于保护系统硬件设备。 • 4. 通过模型适配分析，对该类问题具有一般性。

  17. 五.参考文献 • 齐学义，蔡艾江等．变风量空调系统模糊PID控制的仿真．江苏大学学报．2005． • 曹建秋，徐凯. 模糊PID控制在变风量空调系统中的应用. 计算机仿真. 2011,5.

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