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基于TRNSYS的一类VAV系统模糊控制仿真研究

作 者: 刘美薇
导 师: 张吉礼
学 校: 大连理工大学
专 业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 一次回风双机变风量空调系统 数学模型 TRNSYS 模糊控制 优化控制
分类号: TU831.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


变风量空调系统以其具有节能、高效等优势,在我国节能减排的国际背景下,势必将得到越来越广泛的应用。变风量技术实际上是由许多控制回路和控制策略按照一定的逻辑关系结合而成的一种监测控制方法,所以控制系统的优劣直接决定了系统运行的成功与否。本文选取一类典型的VAV系统进行研究,以一个实际的变风量、单风道、一次回风、送回双风机系统为研究对象,通过建立系统的数学模型,设计系统的模糊控制算法,进行了仿真试验并得出了系统的优化控制方法。本为首先建立了系统各主要构件的数学模型。结合图论与流体网络的相关理论,建立了系统管网的数学模型,实现了系统的压力平衡与流量分配。并运用TRNSYS仿真软件搭建了系统的仿真计算平台。其次,通过对变风量系统控制策略与控制回路的研究,分析并确定系统优化控制的方法。利用Mamdani模糊规则与作用模糊子集推理方法,设计了系统风量的模糊控制算法。最后,根据系统管网的实际情况,选取三个位于不同位置的典型末端,分别进行调节并设计仿真试验工况,通过分析不同试验工况下空调区域和系统管网的控制效果,以及系统的用能情况,得到系统的最优控制策略。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 课题的来源  9
  1.2 课题的研究背景与研究意义  9-11
    1.2.1 研究背景  9-10
    1.2.2 研究意义  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-19
    1.3.1 变风量系统介绍  11-15
    1.3.2 系统稳定性以及控制回路耦合性的研究  15-16
    1.3.3 基于图论的流体管网模型的建立的研究  16-17
    1.3.4 模糊控制理论在VAV空调系统中的应用  17-18
    1.3.5 TRNSYS仿真软件在暖通空调领域的应用  18-19
  1.4 主要研究内容  19-21
2 VAV空调系统仿真模型的建立  21-46
  2.1 研究对象  21-29
    2.1.1 变风量空调系统基本情况  22-25
    2.1.2 变风量末端基本情况  25-29
  2.2 系统各部件的数学建模  29-45
    2.2.1 变风量末端装置建模  30-32
    2.2.2 送/回风机建模  32-38
    2.2.3 风管建模  38-44
    2.2.4 空调房间建模  44-45
  2.3 本章小结  45-46
3 VAV空调系统管网的数学建模与仿真  46-57
  3.1 图论的基本理论  46-49
    3.1.1 基本概念  46-47
    3.1.2 图的连通性  47
    3.1.3 图的矩阵描述  47-49
  3.2 流体网络基本方程  49-50
    3.2.1 流体网络理论  49-50
    3.2.2 流体网络基本方程  50
  3.3 风系统管网建模  50-56
    3.3.1 建立管网的网络图  50-52
    3.3.2 建立管网的数学模型  52-56
  3.4 本章小结  56-57
4 系统控制逻辑与控制算法的研究  57-71
  4.1 系统的控制逻辑  57-65
    4.1.1 变风量空调控制系统原理  57-58
    4.1.2 系统控制回路说明  58-65
  4.2 变风量系统的模糊控制策略  65-70
    4.2.1 模糊控制系统  65-67
    4.2.2 系统的控制逻辑  67-68
    4.2.3 系统的控制算法  68-70
  4.3 本章小结  70-71
5 VAV空调系统模糊控制仿真  71-94
  5.1 系统的试验工况设计  71-75
    5.1.1 静压测定点的选取  71-75
    5.1.2 试验工况设计  75
  5.2 三种试验工况比较  75-81
    5.2.1 试验工况1  75-77
    5.2.2 试验工况2  77-79
    5.2.3 试验工况3  79-80
    5.2.4 三种试验工况的比较分析  80-81
  5.3 模糊论域的影响  81-93
    5.3.1 从风机的全压比较  82-85
    5.3.2 从风机的转速比较  85-89
    5.3.3 从系统的能耗比较  89-92
    5.3.4 九组模糊论域的比较分析  92-93
  5.4 系统最优控制策略  93
  5.5 本章小结  93-94
结论与展望  94-96
参考文献  96-99
附录A 部分模糊控制算法主程序  99-104
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  104
攻读硕士学位期间参与的科研项目  104-105
致谢  105-106

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节系统
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