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变风量空调系统的Simulink建模与仿真研究

杜明明  
【摘要】: 随着人们对生活环境要求的提高,暖通空调成了必不可少的一部分,在该领域中实现高效运行、节约能量、高度自动化成为必要。空调系统全计算机仿真无疑是研究空调自动化、优化运行方案的有效途径之一,而准确建立空调系统各环节的数学模型是仿真工作的基础。 本文以能量守恒定律为基础,分析了空调系统各个典型环节的特点,推导、建立了变风量空调系统主要环节的数学模型。为了建立暖通空调仿真模块库,利用MATLAB中Simulink的子系统封装技术,封装了空调系统中的主要环节,为暖通空调技术人员进行计算机仿真奠定了一定的基础。并利用仿真工具对各环节进行了性能测试。 计算机仿真的过程实际就是一个求解系统微分方程的过程,Simulink是一个优秀的仿真工具,它提供了大量的求解常微分方程的解法,省去了大量的求解微分方程编程的工作。使用基于Dormand-Prince 4-5阶Runge-Kutta公式的ODE45单步解法足以满足本文仿真的要求。 末端装置是变风量系统的关键设备,通过它来调节送风量,补偿变化的室内负荷,维持室温。本文研究了末端装置及房间的数学模型,并针对压力无关型末端装置和房间进行了控制仿真。 随着计算机科学的迅猛发展,任何复杂控制系统的性能预测都可以实现计算机仿真,得到其动态特性,从而估计评价真实系统的性能,采取有效的策略和方案。


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