数字化技术在空调仿真及故障诊断中的应用

论文摘要

本文首先建立了集中空气调节系统性能仿真数学模型,利用matlab编写了空气处理机组的仿真软件,随后对空气处理机组进行了变工况性能分析。与此同时,鉴于对系统可靠性的需求,系统的故障诊断得到了高度重视,本文研究了神经网络BP在空调系统这方面的应用。系统研究主要有两部分组成,即系统仿真和系统故障诊断。空气处理机组仿真软件采用matlab 7.0在windowsXP环境下完成。故障诊断部分使用了三层BP网络计算模型。仿真部分分为八个软件模块,分别实现了对风机、过滤器、混合段、表冷器、加湿段、房间、阀门、管道的仿真。故障诊断部分采用三层BP网络来确定空调系统的5种常见故障。神经网络输入采用5维[0,1]区间的实数向量,中间层采用7个神经元,输出层用5个神经元表达5种故障。采用了无噪音和有噪音两种训练方法,两种方法中都使用随机产生的样本训练神经网络,经过训练的神经网络可以正确地诊断系统5种常见故障。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 当前的研究现状和评述
• 1.2.1 计算机仿真
• 1.2.2 空调系统的仿真研究
• 1.3 空气处理机组仿真的研究
• 1.4 空气处理机组的故障诊断
• 1.5 本文的主要工作
• 2 空气处理机组的数学模型
• 2.1 概述
• 2.2 风机模型
• 2.2.1 风机的叶轮基础理论
• 2.2.2 风机参数
• 2.2.3 风机的性能曲线分析
• 2.2.4 风机的模型
• 2.3 表冷器的模型
• 2.3.1 表面式换热器的热工计算
• 2.3.2 表面式换热器模型计算框图
• 2.4 阀门的模型
• 2.4.1 风阀的结构特性
• 2.4.2 风阀的阻力计算
• 2.5 混合段模型
• 2.6 加湿器的模型
• 2.6.1 加湿器的热湿计算
• 2.6.2 相对湿度校核
• 2.7 房间的数学模型
• 2.7.1 阻力特性
• 2.7.2 房间对象的能量特性
• 2.8 管道的数学模型
• 2.9 过滤器
• 2.10 本章小结
• 3 程序的编制
• 3.1 概述
• 3.2 系统开发环境Matlab简介
• 3.3 系统的总体结构
• 3.3.1 系统的流程设计
• 3.3.2 风机、管道及阀门的设计
• 3.4 本章小结
• 4 空气处理机组的特性研究
• 4.1 概述
• 4.2 变水量系统
• 4.3 变风量系统
• 4.4 冷冻水的质调节
• 4.5 风机与管路
• 4.6 本章小节
• 5 故障诊断与分析
• 5.1 概述
• 5.2 神经网络故障诊断技术在暖通空调系统应用
• 5.3 神经网络结构的确定
• 5.3.1 BP网络特点
• 5.3.2 模型结构设计
• 5.4 网络训练与检验
• 5.4.1 网络训练
• 5.4.2 网络训练与故障诊断
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研工作
• 附录 程序清单