谷电固体储热供暖系统控制策略研究

发布时间：2022-07-13 20:59

　　电制热供暖正逐步代替燃煤供暖成为城市供暖的主要方向,特别是利用夜间廉价的谷电供暖既环保又能降低供暖成本,然而谷电有时间段限制,采用固体氧化镁为储热材料的谷电固体储热供暖系统将夜间谷电以热的形式储存起来,并实现24小时热能的输出,在谷电储热供暖领域具有广阔的应用前景。目前大部分的储热供暖系统都是通过手动调节阀门开度来实现供暖温度的调节,供暖效果无法保证,研究一种实用可靠的谷电固体储热供暖系统控制策略,实现供暖温度的自动调整并保证供暖的稳定性和可靠性对谷电固体储热供暖技术的推广具有重要意义。本文围绕谷电固体储热供暖系统的温度调节,在对谷电固体储热供暖系统运行特性进行分析的基础上,确定了其离散化数学模型的具体形式。根据供暖系统有出水和回水两种不同供暖模式,以及储热供暖装置有储放热供暖和单纯放热供暖两种不同的运行工况,利用云平台采集的系统运行数据,采用遗忘因子递推最小二乘算法对不同供暖模式和不同运行工况下的谷电固体储热供暖系统进行了辨识。针对谷电固体储热供暖系统不同供暖模式不同运行工况下系统参数变化较大的问题,设计了分工况变论域模糊PID控制系统,并对论域伸缩因子调整单元和分工况模糊PID单元... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 储热供暖研究现状
        1.2.2 供暖系统先进控制方法研究现状
    1.3 本文主要工作及章节安排
第2章 谷电固体储热供暖系统建模
    2.1 谷电固体储热供暖系统
        2.1.1 储热供暖装置运行原理
        2.1.2 储热供暖系统组成
    2.2 谷电固体储热供暖系统运行特性分析
        2.2.1 储热供暖装置运行工况分析
        2.2.2 储热供暖系统供暖模式分析
    2.3 谷电固体储热供暖系统模型
        2.3.1 储热供暖系统离散化数学模型
        2.3.2 储热供暖系统模型分类
    2.4 谷电固体储热供暖系统模型辨识
        2.4.1 遗忘因子递推最小二乘原理
        2.4.2 基于遗忘因子的递推最小二乘系统模型辨识
    2.5 数据采集平台
        2.5.1 储热供暖云平台监控系统组成
        2.5.2 设备运行监控
    2.6 谷电固体储热供暖系统模型辨识结果
        2.6.1 供暖出水模式下不同工况系统模型辨识
        2.6.2 供暖回水模式下不同工况系统模型辨识
    2.7 本章小结
第3章 储热供暖系统分工况变论域模糊PID控制
    3.1 模糊控制系统
        3.1.1 模糊控制系统组成
        3.1.2 模糊控制系统设计
    3.2 分工况变论域模糊PID控制系统结构设计
        3.2.1 控制系统总体结构
        3.2.2 变论域基本原理
        3.2.3 基于模糊规则的伸缩因子调整单元设计
        3.2.4 分工况模糊PID设计
    3.3 分工况变论域模糊PID控制策略验证
        3.3.1 供暖出水模式下分工况控制策略仿真验证
        3.3.2 供暖回水模式下分工况控制策略仿真验证
    3.4 本章小结
第4章 储热供暖系统分工况变论域模糊PID自适应前馈控制
    4.1 前馈补偿控制原理
    4.2 自适应前馈补偿控制器参数确定
    4.3 分工况变论域模糊PID自适应前馈补偿控制系统
    4.4 分工况变论域模糊PID自适应前馈补偿控制仿真对比分析
        4.4.1 供暖出水模式下分工况仿真对比分析
        4.4.2 供暖回水模式下分工况仿真对比分析
    4.5 本章小结
第5章 控制算法PLC实现
    5.1 控制系统总体框架
    5.2 PLC软件设计
        5.2.1 硬件组态
        5.2.2 储热控制方案设计
        5.2.3 热交换供暖控制方案设计
    5.3 PLC变论域模糊PID程序设计
        5.3.1 程序流程设计
        5.3.2 程序具体设计
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录A 谷电固体储热供暖系统运行数据
在学研究成果
致谢



本文编号：3660759