集中供热系统室温控制策略研究

摘要

良好的采暖房间室温控制不但是节能的主要手段，也是提高人们居住环境品质的体现。为更好的适应城市集中供热系统的分户热计量系统，提高用户节能的意识，本文针对室温控制策略进行研究。根据传热学理论建立采暖房间的室温控制模型，该模型主要包括室内空气动态过程子模型、散热器动态过程子模型和恒温阀温度传感器动态过程子模型，通过实验获得采暖房间控制点温度的数据，从而确定了采暖房间室温的传递函数。
　　针对供热系统的大惯性、大迟滞、时变性和不确定性等特点，提出了采暖房间室温控制的三种算法即PID控制器、DMC控制系统和DMC-PID串级控制系统，并进行仿真，对其控制性能分析比较，DMC-PID控制系统的室温响应曲线超调量比DMC控制系统超调量减少20％，比PID控制器超调量减少26％;达到稳态的响应时间比DMC控制系统快速20％，比PID控制器快速55.6％。
　　本文提出了DMC-PID串级控制的室温控制策略，它综合PID控制强抗干扰能力和DMC控制算法的强跟踪性能优点，在跟踪性、抗干扰性和鲁棒性方面具有良好的控制品质，为供暖室内温度控制系统的设计开辟了一条新途径，在整个供热网中具有广泛的应用前景。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外室内温度控制系统的研究现状

1．2．2 国内外室温控制策略的研究现状

1．2．3 预测控制的研究现状

1．3 研究的目的和意义

1．4 论文的主要研究内容

2 分户热计量系统

2．1 分户热计量的意义

2．2 分户热计量系统的形式

2．2．1 一户一表式

2．2．2 总表分配式

2．3 分户计量系统调控设备

2．4 本文采用的分户热计量系统

2．5 本章小结

3 采暖房间模型的建立

3．1 不同的人群取暖室温变化分析

3．2 物理模型的建立

3．3 数学模型的建立

3．3．1 散热器热动态过程模型

3．3．2 室内空气温度热动态过程模型

3．3．3 恒温阀的温度传感器热动态过程模型

3．4 实验装置

3．4．1 散热器模型参数计算

3．4．2 室内温度传递函数参数的确定

3．5 本章小结

4 室内温度DMC-PID串级控制系统的设计

4．1 PID控制器设计

4．1．1 PID控制器

4．1．2 控制器参数对控制性能的影响

4．1．3 PID参数的整定方法

4．1．4 室内温度PID控制系统仿真

4．2 动态矩阵控制(DMC)算法

4．2．1 动态矩阵控制(DMC)

4．2．2 DMC控制参数对系统性能影响及其选取原则

4．2．3 室内温度DMC控制系统仿真

4．3 室内温度DMC-PID串级系统设计

4．3．1 室内温度系统的控制策略

4．3．2 DMC-PID串级控制结构设计

4．3．3 DMC-PID串级控制结构在室内温度系统中的仿真研究

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历及取得的科研成果