室温PID控制实验系统的研究

Ｙ１５３０６１０

硕士学位论文室温ＰＩＤ控制实验系统的研究ＳｔｕｄｙｏｆＰＩＤＣｏｎｔｒｏｌｏｆＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｙｓｔｅｍ

学科专业：供热、供燃气、通风与空调工程研究生：高磊

指导教师：安大伟教授

天津大学环境科学与工程学院二零零八年六月

中文摘要

近些年，随着暖通空调自控系统在我国的蓬勃发展，采用自动控制的空调、

供热系统已经在智能建筑中比比皆是。但是从大多数的实际控制系统来看，运行的效果却不尽如人意。原因主要为：①设计师在进行自控系统设计时通常只能凭借经验进行设计，缺乏相应的辅助设计手段；②控制策略及控制参数的取值合理与否一般只能在系统完工后，根据现场实际运行效果来判断，若不合理只能做局部的调整和修改，难以实现优化控制。

本文在经典控制理论指导下，对自控领域控制系统分析设计软件一一

ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ在室温控制系统中的应用进行了研究。在研究中以室温ＰＩＤ控制实验柜空调系统为研究对象，首先对系统各被控对象进行特性分析和仿真模型的建立，再运用拉普拉斯变换及Ｚ变换将其转化为传递函数形式（离散部分转化为脉冲传递函数形式），将各环节用传递函数表示后，在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块下将各环节连接，建立起室温ＰＩＤ控制系统的模型。在此基础上运用ＭＡＴＬＡＢ为其设计ＰＩＤ控制参数并仿真整个控制过程，得到控制系统时域分析下的ＭＡＴＬＡＢ仿真性能。本课题运用扩充临界比例度法整定ＰＩＤ控制参数，，得到了一整套ＰＩＤ控制参数及ＰＩ控制参数。为考察ＭＡＴＬＡＢ辅助设计下系统的实际控制性能，将整定后的ＰＩＤ控制参数及ＰＩ控制参数进行了上机实验，与仿真实验性能进行对比。

通过对比实验的考察，证明了运用ＭＡＴＬＡＢ辅助设计的控制系统，取得了很

好的控制效果，其设计分析结果有很强的实用性和较高的参考价值。应用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行的辅助分析和设计具有相当的可信度及指导意义，在实际的工程中可以利用其缩短控制工程前期的验证与设计时间，及早发现问题，并提出合理的控制方案。关键词：室温，自动控制，ＰＩＤ控制，计算机辅助设计，仿真

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ＨＶＡＣａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｄｅｖｅｌｏｐｐｅｄｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙｉｎＣｈｉｎａ，

ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｈｅａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｆｏｕｎｄｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅｉｎ

ａｒｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｎｍｏｓｔｏｆｔｈｅａｃｔｕａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ

ｓａｔｉｓｆｙｉｎｇ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｓｎｏｔｆｏｒ：①ｄｅｓｉｇｎｅｒｓｉｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｕｓｕａｌｌｙｏｎｌｙｂｙｖｉｒｔｕｅｏｆｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ．１ａｃｋｏｆａｉｄｅｄ—ｄｅｓｉｇｎ

ｓｔｒａｔｅｇｙ＆ｐａｒａｍｅｔｅｒｖａｌｕｅｉｓｗｈｅｔｈｅｒｐｒｏｐｅｒ

ｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ｆｏｕｎｄ，ｉｔｉｓｏｎｌｙｏｎｏｒｔｏｏｌｓ；②Ｔｈａｔｊｕｄｇｅｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｎｏｔｂｅｕｓｕａｌｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｏｔｏｎｌｙａｆｔｅｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ｉｆ‘ｓｏｍｅｆａｕｌｔｉｓａｎｄｍｏｄｉｆｉｅｄｌｏｃａｌｌｙ，ｔｈａｔｍａｄｅｉｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｒｅａｌｉｚｅａｄｊｕｓｔｅｄ

ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｔｒ０１．

Ｕｎｄｅｒｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｌａｓｓｉｃｔｈｅｏｒｙｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｉｓｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒａｔ

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ｌａｗｏｆｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｏｂｊｅｃｔｓｅｎｅｒｇｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙ，Ｎｅｗｔｏｎ’ＳＬａｗｓｏｆＭｏｔｉｏｎｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈ

ｅｑｕａｔｉｏｎｓ，ｒｅ．ｕｓｅＬａｐｌａｃｅ

ａｍｏｄｅｌ．ａｎｄｔｈｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄＺｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｏｔｒａｎｓｆｅｒｔｈｅｆｏｒｍｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎ（ｄｉｓｃｒｅｔｅｐａｒｔｓｉｎｔｏｐｕｌｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ

ｆｏｒｍ）．Ｗｉｔｈａｌｌｓｅｃｔｏｒｓｏｆｔｈａｔｔｒａｎｓｆ …… 此处隐藏：10199字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……