模糊控制技术在发射场空调系统中的应用

论文摘要

客观世界中普遍存在模糊现象,自然语言中尤其这样。比如,“年轻的”和“年老的”这两个概念都不是很清晰或准确的,它们都没有明确的内涵和外延,但是在特定的环境中,用这些概念来描述某个具体对象时却又能让人们心领神会,很少引起误解和歧义。模糊理论就是描述、分析客观世界中这种模糊现象的工具。模糊控制的概念和原理主要是针对被控对象、环境、控制目标或任务的复杂性而提出来的。由于空调系统十分庞大,反应速度较慢、滞后现象较为严重,给机组运行的稳定性增加了很多困难,获取它的精确模型很困难,所以模糊控制器成为空调系统中研究的热点。而现阶段空调控制系统几乎仍采用传统的控制技术,对于工况及环境变化的适应性差,控制惯性较大,节能效果不理想。因此将模糊控制技术应用于空调系统,对于提高空调系统运行的稳定性、可靠性、节能以及在推动智能控制技术的应用发展等方面都具有重要的理论价值和实际工程应用价值。论文介绍了模糊控制理论的概况及模糊控制理论基础。论文重点在于研究模糊控制理论在空调温湿度控制中的应用并对所设计的系统进行仿真。论文首先对发射场XX整流罩空调系统的控制流程图的各环节简化后,建立了各自的数学模型,并总结专家的知识和经验,建立了模糊控制规则库和模糊逻辑控制表等;为相对湿度控制和温度控制各设计一个模糊控制器,既考虑误差同时也考虑误差变化率,改善了控制系统的特性。其次,选定了输入输出变量及其论域,并采用适当的隶属度函数将其模糊化。对设计的空调温湿度模糊逻辑控制系统进行模拟仿真。以MATLAB为仿真平台,验证空调温度模糊控制系统的隶属度函数、控制规则是否合适,系统设计是否合理,并在模拟仿真过程中优化系统参数。在今后的发射场改造工作中,应用模糊控制技术将是不可避免的。本课题的研究为今后在发射场改造工作中应用模糊控制技术打下了良好基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 发射场整流罩空调自控系统项目需求分析
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 模糊控制理论基础
• 2.1 控制理论的发展概况及其简介
• 2.1.1 经典控制理论
• 2.1.2 现代控制理论
• 2.1.3 大系统理论和智能控制理论
• 2.2 模糊理论基础
• 2.2.1 模糊集合论
• 2.2.2 模糊关系和模糊矩阵
• 2.2.3 模糊逻辑
• 2.2.4 模糊语言
• 2.2.5 模糊推理
• 2.3 本章小结
• 3 整流罩空调系统的数学模型
• 3.1 整流罩空调系统基本框架及工作流程
• 3.2 整流罩空调系统的数学模型
• 3.2.1 制冷压缩机－蒸发器的数学模型
• 3.2.2 氯化锂转轮除湿机的数学模型
• 3.2.3 电加热器的数学模型
• 3.2.4 电加湿器的数学模型
• 3.2.5 风管的数学模型
• 3.2.6 被控对象的数学模型
• 3.2.7 环境温度、湿度和风管新风入口处温度、湿度
• 3.3 本章小结
• 4 模糊控制在整流罩空调控制系统中的应用
• 4.1 模糊控制系统
• 4.1.1 模糊控制系统组成
• 4.1.2 模糊控制系统的设计
• 4.2 整流罩空调系统的模糊控制方法研究
• 4.2.1 温度模糊控制器的设计
• 4.2.2 湿度模糊控制器的设计
• 4.3 本章小结
• 5 整流罩空调模糊控制系统仿真
• 5.1 仿真软件简介
• 5.1.1 MATLAB 语言简介
• 5.1.2 SIMULINK 简介
• 5.1.3 模糊逻辑工具箱设计简介
• 5.2 系统仿真
• 5.3 仿真模型及输出
• 5.4 模糊控制器的性能分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献