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小型VRV中央空调智能控制技术研究及嵌入式实现

作　者: 李楠
导　师: 李树江
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 小型VRV中央空调 电子膨胀阀 嵌入式系统 智能控制
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 106次
引　用: 1次
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内容摘要


随着近年来人们生活水平的提高,空调的需求量也在不断的上升。空调用电负荷占我国电力负荷的较大比重。在首都北京,2007年夏季用电高峰负荷约为380万千瓦,约占整个北京用电量的40%。空调的能耗成了人们不可忽视的问题之一,所以对空调系统的节能和降低运行费用对国民经济的可持续发展有着重要的意义。本文以小型VRV中央空调为研究对象,在对小型VRV中央空调系统的工作原理进行了详细分析的基础上,提出了一种智能的神经网络自整定PID控制策略对中央空调系统过热度进行控制,使蒸发器过热度稳定,同时,对应的蒸发器制冷量较好,COP值较高。基于此控制策略,在以三星S3C2410为中央处理器的嵌入式系统开发平台硬件的基础上,设计实现了小型VRV中央空调嵌入式控制器。基于上述硬件平台和嵌入式Linux操作系统,本文首先建立了小型VRV中央空调嵌入式控制器的软件开发的交叉编译环境,并对Linux内核裁剪与编译、根文件系统的建立、应用程序的设计和控制器软件的总体设计流程等进行了详细的分析。在此基础上,完成了控制算法子程序、温度采样滤波子程序、电子膨胀阀驱动子程序及SIM卡通信子程序的嵌入式软件开发。通过上述软件开发实现了既定的控制策略,使小型VRV中央空调嵌入式智能控制器达到了优化控制蒸发器过热度的控制目标。为验证控制器的实际应用效果,本文以HVAC系统实验平台的制冷机系统模拟了VRV中央空调蒸发器过热度环节,并进行了实验测试。测试结果表明,系统稳态过热度的最大波动量小于1℃,实现了系统的优化运行。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 课题研究的意义及背景  10-11
  1.2 制冷系统控制的研究现状  11-14
  1.3 小型VRV中央空调工作原理及节流装置的特性分析  14-16
  1.4 论文的主要工作  16-19
第二章 嵌入式系统概述  19-30
  2.1 引言  19
  2.2 嵌入式系统特点  19-20
  2.3 嵌入式系统的构成  20-23
    2.3.1 硬件层  21
    2.3.2 中间层  21-23
    2.3.3 软件层  23
    2.3.4 功能层  23
  2.4 嵌入式处理器  23-24
  2.5 嵌入式操作系统  24-27
  2.6 嵌入式外围设备  27-28
  2.7 嵌入式系统的应用领域  28-29
  2.8 小结  29-30
第三章 小型VRV中央空调优化控制技术及控制策略选择  30-39
  3.1 引言  30
  3.2 电子膨胀阀的优化作用  30-31
  3.3 过热度设定点的动态选择  31
  3.4 PID控制策略概述  31-32
  3.5 PID控制原理  32-34
  3.6 数字增量式PID控制策略  34-35
  3.7 神经网络自整定PID控制  35-37
  3.8 采样周期的选择  37-38
  3.9 小结  38-39
第四章 小型VRV中央空调嵌入式控制器实现  39-63
  4.1 引言  39
  4.2 硬件平台的选型及构成  39-44
    4.2.1 中央处理器  42
    4.2.2 A/D转换  42-43
    4.2.3 LCD  43
    4.2.4 触摸屏  43
    4.2.5 步进电机式电子膨胀阀  43
    4.2.6 传感器  43-44
  4.3 建立交叉编译开发环境  44-46
    4.3.1 开发板，宿主机IP配置  44-45
    4.3.2 宿主机NFS系统服务配置  45
    4.3.3 宿主机Samba系统服务配置  45-46
    4.3.4 宿主机Minicom配置  46
    4.3.5 控制器交叉编译工具链的建立  46
  4.4 控制器Linux内核的配置  46-50
  4.5 控制器Linux内核的编译  50-51
  4.6 控制器根文件系统的建立  51-54
  4.7 应用程序的编写和实现  54-61
    4.7.1 控制器软件的总体流程  54-55
    4.7.2 温度采样滤波模块  55-56
    4.7.3 控制算法模块  56-58
    4.7.4 电子膨胀阀驱动模块  58-59
    4.7.5 SIM卡通信模块  59-61
  4.8 控制器应用程序的交叉编译  61
  4.9 系统下载和脱机运行  61-62
  4.10 小结  62-63
第五章 实验  63-70
  5.1 实验设备介绍  63-64
  5.2 目标控制过热度实验与结果分析  64-69
  5.3 小结  69-70
第六章 结束语  70-71
参考文献  71-74
在学研究成果  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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