基于模糊PID控制的空调水泵恒压供水系统

摘要

本论文的研究背景是某研发基地的空调供水系统的恒压水泵控制工程。供水系统是整个楼宇空调系统的重要组成部分，是一个典型的多输入多输出、具有大滞后特性的非线性系统。供水系统的稳定与否，运行参数能否达到各项指标，关系到整个实验基地的工作区的生产。整个空调系统约占楼宇用电总量的60％左右，而供水系统约占空调用电总量的80％左右。因此，对水泵控制方式的研究也是一个重要的课题。
　　 目前楼宇空调中的恒压水泵的控制方式多采用传统PID调节，而PID调节的性能优越与否，则取决于其比例-积分-微分三个参数的整定。由于供水系统覆盖面很广，供水管网复杂，因此系统的时滞较大，干扰因素繁多，负载波动没有规律性。单靠人工经验来调节PID参数，很难满足水泵运行的所有工况，且调试时间长，性能指标也难以达到要求。
　　 本论文具体工作包括：1.对楼宇空调系统中的水泵恒压供水系统进行了详细研究，对其原来采用的传统PID控制算法进行了理论分析，找出其不能满足控制要求的原因；2.提出了模糊PID控制策略，剖析了其优越性；3.结合工程实际情况，确定了输入输出变量；其中，最重要的环节是建立模糊控制规则，建立模糊规则数据库的方法是归纳总结了人工经验，并进行了理论推导；4.对所设计的控制器进行了仿真，并将其与传统PID控制器进行了对比，从理论上分析了其优越性；从得出的仿真数据中论证了模糊PID控制器的可行性。
　　 将所设计的模糊PID控制器应用于实际的水泵恒压控制系统中，取得了良好的效果。对于提高整个系统效率、增强系统稳定性、节约能源方面有着实际的意义。