风机盘管室温PIλDμ控制器基于IACOA的参数整定及其控制性能分析

摘要

由于机型体积小,安装、操作方便和分散控制等特点,风机盘管(Fan Coil Unit,FCU)空调系统在办公楼、宾馆和公寓等建筑场所得到了广泛应用。然而,其主要设备-FCU具有惯性和较大时间滞后等动态特性,传统控制方式,如整数阶PID方式会导致室温稳态误差和超调量较大,调节时间长等问题。鉴于此,提出FCU的室温分数阶PID(PIλDμ)控制器参数整定新算法及其控制系统构建的设计思路。首先,结合空调工艺的相关要求和分数阶控制技术,分别对FCU作用下的室内温度对象、室温测量变送器、FCU的送风单元、冷却/加热单元和室温PIλDμ控制器(Indoor Temperature Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller,IT-FOPIDC)进行建模。其次,基于改进的蚁群优化算法(Improved Ant Colony Optimization Algorithm,IACOA)对该IT-FOPIDC的5个控制参数进行整定,获取其最佳值。最后,借助Matlab工具,对FCU作用下的空调房间室温PIλDμ调节系统进行组态和数值模拟其控制效果。结果表明,该室温PIλDμ调节系统在理论上是可行的,且室温控制效果明显优于Ziegler-Nichols(Z-N)整定法和ACOA算法的室温整数阶PID控制系统。