一种分段PI参数自整定的燃气热水器控制方法

发布时间：2021-12-23 21:25

　　针对燃气热水器的恒温控制问题,提出了一种分段PI参数自整定的燃气热水器控制方法。首先根据热力学定律推导出燃气热水器的传递函数模型;然后根据模型设计了分段PI参数自整定控制器来提高恒温控制性能,并在Matlab上进行仿真;最后在测试平台上验证了上述控制方法的有效性。 

【文章来源】：工业控制计算机. 2020,33(12)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

燃气热水器物理结构

取模型参数天然气热值H为35.58k J/L；燃烧比例系数为k为0.0289；燃烧热效率η为0.98；水的比热容Ce为4.2k J/（kg·℃）；水的密度ρ为1kg/L；热水器管路内水的质量M为30kg；热水器启动时延tstart为1.8s；水管长度为1m；水管半径为7.5mm；放大系数α为1.2；分段点λp为20℃。则在SIMLINK工具下分别使用固定参数的PI控制方法和使用分段PI参数自整定控制方法，在水流量分别为4L/min、6L/min和9L/min的工况下的仿真结果如图2所示：其系统超调量、上升时间、调节时间如表1所示：

为避免水流波动对控制参数的扰动，进而对控制系统的稳态性能产生影响，在实际控制过程中，当水流量变化大于0.5L/min时才会重新计算控制参数。在水流量分别为3L/min、6L/min和9L/min的工况下，实际热水器的性能由图3所示：其系统超调量、上升时间、调节时间如表2所示：

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PID算法和STM32的录井气相色谱仪温控系统研究[J]. 高峰,王全全.  工业控制计算机. 2019(11)
[2]专家算法在热水器恒温控制中的研究[J]. 李迅,吴恩豪,谢海军,史运光,潘献化.  家电科技. 2019(01)
[3]双功能燃气热水器模糊控制系统设计[J]. 徐鹏,谭智,但远宏.  自动化与仪表. 2010(07)
[4]基于BP神经网络PID算法的燃气热水器恒温控制系统[J]. 苏百顺,孙秋萍,倪水平.  现代制造工程. 2008(10)
[5]零极点配置自校正温度控制的建模与仿真[J]. 欧阳奇,谢志江,伍成波,刘步高.  重庆大学学报(自然科学版). 2006(06)

硕士论文
[1]双功能燃气热水器对象模型研究及仿人智能控制算法设计[D]. 徐鹏.重庆大学 2006



本文编号：3549216