采用计算流体力学数值模拟的比例积分控制器

摘要

为解决流体力学试验中控制器设计耗时与成本高等问题,提出一种基于计算流体力学(CFD)的控制器设计新方法.该方法利用CFD软件FLUENT模拟被控对象,以用户自定义函数(UDF)完成控制算法,实现了基于CFD的闭环控制,并以冷热水混合器内部温度场的非线性控制系统为例,设计了基于CFD的比例积分(PI)控制器.结果表明,该方法无需进行物理试验即可获得被控系统的控制特性.且利用CFD技术进行控制器设计并不局限于系统某一控制点的研究,可以同时获得系统整场内各点特性,进行分布式的控制器设计.为涉及流体流动、热传导等过程的控制系统提供一种控制器设计的参考思路.