论文摘要
目前,国内外对于空调系统的关注主要在舒适性空调方面,工业生产过程中的空调系统鲜有人关注。某些工业生产环境的温度、湿度和洁净度等等因素对产品质量起着至关重要的作用。一些工厂的生产车间要求温、湿度要控制在一定的范围之内,空调系统的首要任务就是保证生产车间内的温、湿度参数达到要求。国内的中央空调系统大多数都没有对温、湿度进行同时控制的,而是只控制温度,对空调区域相对湿度的调节控制还关注不够。这在一些对生产环境要求非常高的场合是不能允许的。变风量空调系统(Variable Air Volume,VAV)因具有节约能耗、改扩建方便和噪声低等优点,在如今的民用建筑和工业生产中应用的越来越广泛。虽然变风量空调系统具有上述优点,但是其同时具有多变量、强耦合和大时滞等特点,所以其控制设计和运行管理都要比定风量空调(Constant Air Volume,CAV)系统复杂的多。论文中针对变风量空调系统温、湿度控制回路存在耦合,难于稳定运行的情况,提出了基于内模控制的多变量解耦内模控制方案,来满足对温、湿度的控制要求。首先,论文中对变风量空调系统的分类及组成进行了详细的介绍,并对温、湿度控制回路的控制要求及耦合特性进行了分析说明。然后,讨论了已有解耦控制方法的优缺点。对单变量内模控制的性质及控制器的设计方法进行了介绍,并将解耦控制理论和内模控制理论相融合,引入了多变量解耦内模控制方法,使多变量内模控制器同时具有解耦和内模控制的作用,并提出一种针对抑制外扰的改进型内模控制方法。最后,以变风量空调系统的温、湿度回路为控制对象,利用MATLAB仿真软件,在SIMULINK中建立系统仿真模型,获得不同情况下的系统解耦内模控制的输出曲线。通过对仿真曲线的分析可知,该控制器设计方法简单、可调参数调整策略直观且易于实际应用,不仅能够很好的达到解耦输出目标,还具有快速的跟踪性能和抗外扰特性,对于大时滞带来的不利影响也能够有效抑制。