本文關(guān)鍵詞：中央空調(diào)蒸發(fā)器建模與控制研究

  更多相關(guān)文章： 蒸發(fā)器 過熱度 模糊邏輯系統(tǒng) 自適應(yīng)控制

【摘要】：本文以中央空調(diào)水冷制冷機(jī)蒸發(fā)器為研究對(duì)象,闡述了中央空調(diào)水冷制冷機(jī)蒸發(fā)器建模及控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀,具體分析了中央空調(diào)水冷制冷機(jī)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)過程和蒸發(fā)器的工作原理。中央空調(diào)系統(tǒng)具有高階次、非線性、強(qiáng)耦合、大滯后等自身特點(diǎn)。首先,建立中央空調(diào)蒸發(fā)器的機(jī)理模型。基于一維的納維-斯托克斯方程中的質(zhì)量守恒、能量守恒定律,采用移動(dòng)邊界法和集中建模法,建立非線性狀態(tài)空間模型。在此基礎(chǔ)上采用在工作點(diǎn)對(duì)狀態(tài)矩陣進(jìn)行一階泰勒展開的方法,對(duì)模型做線性化處理。為了將模型適當(dāng)?shù)暮喕?將蒸發(fā)器模型進(jìn)行降階,用最能表征中央空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器的三個(gè)關(guān)鍵變量來描述蒸發(fā)器,分別為:蒸發(fā)壓力、制冷劑兩相區(qū)長度、制冷劑過熱區(qū)管壁溫度。然后將三階的狀態(tài)空間模型化為標(biāo)準(zhǔn)型。其次,設(shè)計(jì)并構(gòu)造直接型模糊自適應(yīng)控制器及其自適應(yīng)律。針對(duì)本文所建立的蒸發(fā)器模型,選擇控制律使得跟蹤誤差逐漸收斂到零。控制器由模糊邏輯系統(tǒng)構(gòu)造,用此模糊邏輯系統(tǒng)來逼近控制律。其中模糊邏輯系統(tǒng)由單值模糊產(chǎn)生器、乘積推理機(jī)和中心平均解模糊器構(gòu)成,模糊邏輯系統(tǒng)的可調(diào)參數(shù)是線性的。通過使李雅普諾夫函數(shù)導(dǎo)數(shù)小于零,得出自適應(yīng)律。最后,驗(yàn)證針對(duì)中央空調(diào)蒸發(fā)器入口制冷劑質(zhì)量流量—蒸發(fā)器出口過熱度回路所設(shè)計(jì)的直接型模糊自適應(yīng)控制器的控制性能。用Simulink搭建中央空調(diào)蒸發(fā)器控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊,利用MATLAB仿真工具編寫被控對(duì)象蒸發(fā)器和直接型模糊自適應(yīng)控制器的S函數(shù),對(duì)蒸發(fā)器入口制冷劑質(zhì)量流量—蒸發(fā)器出口過熱度回路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。在不同工作點(diǎn)下,將直接型模糊自適應(yīng)控制器和PID控制器、模糊PID控制器的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,模糊自適應(yīng)控制方法在工作點(diǎn)改變的情況下有比較理想的控制效果,最大超調(diào)量不超過3%,具有一定可行性和優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：蒸發(fā)器 過熱度 模糊邏輯系統(tǒng) 自適應(yīng)控制
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB657.2;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 中央空調(diào)蒸發(fā)器的研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 蒸發(fā)器建模9-11
• 1.2.2 蒸發(fā)器的控制方法研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.4 章節(jié)安排14-16
• 第2章 中央空調(diào)蒸發(fā)器的工作原理及建模16-27
• 2.1 蒸發(fā)器的工作原理16-17
• 2.2 蒸氣壓縮式制冷循環(huán)過程17-19
• 2.3 蒸發(fā)器的建模19-25
• 2.3.1 蒸發(fā)器的機(jī)理模型19-23
• 2.3.2 蒸發(fā)器模型的線性化及降階23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 模糊邏輯系統(tǒng)理論基礎(chǔ)27-36
• 3.1 模糊集合與模糊邏輯的基本概念27-28
• 3.1.1 模糊集合與語言變量27
• 3.1.2 模糊規(guī)則和模糊推理27-28
• 3.2 模糊邏輯系統(tǒng)分類28-31
• 3.2.1 純模糊邏輯系統(tǒng)28-29
• 3.2.2 高木-關(guān)野模糊邏輯系統(tǒng)29-30
• 3.2.3 具有模糊產(chǎn)生器和模糊消除器的模糊邏輯系統(tǒng)30-31
• 3.3 模糊邏輯系統(tǒng)的描述和選擇31-33
• 3.3.1 模糊規(guī)則庫和模糊推理機(jī)31-32
• 3.3.2 模糊產(chǎn)生器和模糊消除器32
• 3.3.3 模糊邏輯系統(tǒng)的合理選擇32-33
• 3.4 模糊邏輯系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式推導(dǎo)33-34
• 3.5 模糊基函數(shù)展開式34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 蒸發(fā)器過熱度控制器設(shè)計(jì)36-44
• 4.1 模糊自適應(yīng)控制36-37
• 4.2 模糊自適應(yīng)控制器的分類37-38
• 4.3 直接型模糊自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)38-43
• 4.3.1 直接型模糊自適應(yīng)控制器的構(gòu)造38-41
• 4.3.2 自適應(yīng)律的設(shè)計(jì)41-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 蒸發(fā)器過熱度控制器的仿真分析44-52
• 5.1 仿真結(jié)果及分析44-50
• 5.2 本章小結(jié)50-52
• 第6章 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 在學(xué)研究成果57-58
• 致謝58

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