空调空气处理系统控制研究

发布时间：2017-09-08 05:28

  本文关键词：空调空气处理系统控制研究

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【摘要】：随着人们生活水平的提高,空调系统已经成为人们生活的一部分,它提高了人们生活的舒适度,在当今能源紧缺的大环境下,空调系统的能耗问题越来越引起人们的关注。表冷器是空气处理机组的核心部件,是实现冷冻水与空气热湿交换的装置,其性能直接影响到空调系统的控制性能。因此,表冷器建模问题和控制方法研究成为空调领域的研究热点。本文针对表冷器出风温度调节问题进行深入研究。首先,在阅读了大量国内外文献的基础上,综述了变风量空调系统的研究现状,以及输出调节问题的研究概况。发现表冷器运行工况的复杂性影响了输出调节的控制效果。为了提高控制精度,本文深入研究了表冷器模型在不同工况下的差异。其次,研究了中央空调系统,尤其是空气处理系统的核心部件表冷器,重点研究了不同工况下表冷器模型参数的变化。发现工况不同时,换热系数的变化会影响建立的表冷器模型。但以往文献中,只考虑的了显热比的变化,忽略了换热系数的变化对表冷器模型的影响。本文同时考虑了不同工况下显热比和换热系数的变化对表冷器出风温度调节的影响。再次,针对表冷器出风温度调节问题,建立了换热系数作为参数摄动的不确定性状态空间模型,换热系数因工况不同而变化。为了克服模型的不确定性,并根据换热系数变化的范围,设计鲁棒控制器,以保证系统在不同工况下具有良好的鲁棒性。本文给出了鲁棒控制器的解析表达式及其理论证明。最后,在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究。仿真结果表明,鲁棒控制方法克服了由模型不确定性引起的影响,实现了对空气处理系统中表冷器出风温度的稳定调节,该方法具有响应快,无超调量,无振荡等特性,具有节能意义。
【关键词】：表冷器 出风温度调节 模型不确定性 鲁棒控制
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 论文背景和意义9-10
• 1.2 变风量VAV空调系统的研究现状10-16
• 1.3 本文研究内容16
• 1.4 章节安排16-18
• 第2章 中央空调结构及原理18-25
• 2.1 中央空调结构及原理18-21
• 2.2 空气处理机组21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 中央空调表冷器建模25-34
• 3.1 模型建立25-27
• 3.2 不同工况下的参数变化27-31
• 3.2.1 工况的判断27-28
• 3.2.2 表冷器运行工况28-29
• 3.2.3 显热比29
• 3.2.4 换热系数29-31
• 3.3 模型转换31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 鲁棒控制器设计34-42
• 4.1 鲁棒控制概述34-36
• 4.2 不确定系统的鲁棒二次镇定36-38
• 4.3 控制器设计38-41
• 4.3.1 鲁棒控制问题求解39-40
• 4.3.2 Riccati方程求解40-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第5章 中央空调表冷器控制仿真42-49
• 5.1 表冷器结构参数42
• 5.2 表冷器表面温度控制仿真42-46
• 5.2.1 干工况表冷器表面温度控制仿真43-44
• 5.2.2 半干半湿工况表冷器表面温度控制仿真44-45
• 5.2.3 湿工况表冷器表面温度控制仿真45-46
• 5.3 表冷器输出温度控制仿真46-48
• 5.4 本章小结48-49
• 第6章 结论49-50
• 参考文献50-54
• 在学研究成果54-55
• 致谢55

【参考文献】

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本文编号：812156