基于Lonwork技术的楼宇智能控制系统及控制算法研究

摘要

进入信息时代以来，国内外先进的楼宇智能控制系统(BA系统)为居民提供了安全、舒适、便捷、高效的生活环境。然而在国内外BA控制系统中，融入的控制技术却比较少，采用的控制算法主要是简单的PID算法，PID参数还只是采取经验或现场调整测试的方式获取，这些都影响了BA控制系统的应用效果。 论文首先分别介绍了LonWoks技术硬件及软件相关知识；然后，选取楼宇智能控制系统中的子系统—集中式空调系统为对象，参照控制要求设计了DI、DO、AI和AO四种基本控制节点，对空调系统中水阀温度控制采取动态积分分离PID控制算法；最后，分析了几种基于继电反馈辨识的PID自整定算法，根据系统大延时特点，采用了在继电环节后加入积分环节的继电反馈法。 通过采用动态积分分离算法，改善常规积分分离算法，提高了控制效果，简化了参数整定工作；通过对自整定算法的MATLAB仿真图的比较，说明了改进后的继电反馈算法具有较好控制效果。

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第一章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2现场总线及LonWorks技术概述

1.3楼宇控制系统及LonWorks控制系统在中国的应用现状

1.4主要工作及章节安排

第二章LonWorks技术

2.1 LonWorks硬件分析

2.1.1 LonWorks神经元芯片

2.1.2收发器和路由器

2.2 LonWorks协议

2.2.1 LonTalk协议的MAC子层与可预测的P-坚持CSMA

2.2.2网络变量和显示报文

2.3 LonWorks开发工具

2.4 Neuron C编程语言

第三章集中式空调系统的设计及PID控制算法研究

3.1楼宇智能控制系统

3.2集中式空调系统

3.2.1简介

3.2.2空气系统

3.2.3水系统

3.2.4冷热源机组

3.3集中式空调系统设计

3.3.1智能节点的设计

3.3.2软件设计

3.4 PID控制算法研究

3.4.1 PID控制

3.4.2常规积分分离PID算法

3.4.3动态积分分离PID算法

第四章PID参数自整定研究

4.1 PID参数自整定算法介绍

4.1.1 PID参数的自整定原则

4.1.2基于模型的PID参数自整定算法

4.1.3基于规则的PID参数自整定算法

4.2基于继电反馈辨识的临界灵敏度法

4.2.1临界灵敏度法

4.2.2继电型PID自整定控制策略

4.2.3仿真实验研究

4.3基于给定相位裕度和幅值裕度的PID自整定算法

4.3.1 SPAM法基本原理

4.3.2 SPAM法的求解过程

4.3.3仿真实验研究

4.4继电反馈PID控制算法的改进

4.4.1改进的继电反馈PID控制算法原理

4.4.2 PID参数求解过程

4.4.3仿真实验及与继电反馈辨识的临界灵敏度法和SPAM法比较分析

第五章总结与展望

参考文献

致谢

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