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模式识别自适应控制器(PRAC)应用研究

秦杰  
【摘要】:在建筑物中,暖通空调(HVAC)设备的目的是给业主提供安全舒适的环境。与此同时,业主和管理人员希望HVAC设备能具有低的管理和维护费用。对HVAC系统来说,既要保持安全舒适的环境,又要节省能源,那么高质量的控制方法就很重要。在HVAC控制系统中,普遍使用比例积分控制器(PI),比例积分控制器有两个影响控制器性能的参数,并且控制器使用自带的默认参数。对有些系统来说默认参数并不适合,会导致控制性能的下降。注意到HVAC系统具有非线性、时变和经常性的负荷变化等情况,经过运行后,系统还需要重新调节。本论文对一种基于模式识别的自适应在线调节PI控制器参数的算法(PRAC)进行研究,这种控制算法通过识别闭环响应来确定PI控制器参数,适应被控对象的变化。该算法适用于一阶带延迟类系统PI控制器的在线自动调节,在国外进口产品中已有应用(例如江森公司的变风量末端DDC控制),但目前处于专利保护阶段,技术上不公开。本文探讨了PRAC的具体实现方法和性能分析,并用变风量(VAV)空调送风管道的静压控制进行了验证。仿真和实验结果表明,这种算法对一定噪声水平范围的系统可以提供近似最优的性能,和常规PI型控制器以及用遗传算法一次性整定的最优控制器比较,可以很好的适应控制对象特性的变化以及工况条件的变化。


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