中央空调控制系统设计-论文

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY本科毕业论文中央空调控制系统设计THEDESIGNOFCONTROLSYSTEMFORCENTRALAIR-CONDITIONING系（院）名称：电子信息与电气工程系专业班级：06级自动化1班学生姓名：白杰指导教师姓名：杜章永指导教师职称：讲师2010年05月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：I中央空调控制系统设计专业班级:06级自动化1班学生姓名:白杰指导教师:杜章永职称:讲师摘要：随着人们生活水平的不断提高，智能建筑得到了迅猛发展，并已成为21世纪建筑业的发展主流。而空调系统是智能建筑中楼宇自动化的一个非常重要的组成部分，在各个行业、各个部门中得到了广泛的应用，因此对空调系统的研究十分必要。本课题的任务是在研究空调系统的数学模型基础上，设计空调系统的控制方案，并对空调温度控制系统进行仿真研究。文章在介绍了空调系统的原理之后，通过热力学和传热学的知识，利用机理法建立被控对象即空调房间在定风量系统下的数学模型，求出了空调房间的传递函数，并给出了传递函数中各参数的确定方法。同时求出了表冷器及空调系统其他环节的数学模型，从而建立了整个控制回路的数学模型。文章介绍了过程控制系统中常用的PID控制，利用仿真软件MATLAB得到了系统的响应曲线。关键词：空调系统，数学模型，常规PID控制，仿真IITHEDESIGNOFCONTROLSYSTEMFORCENTRALAIR-CONDITIONINGAbstract：Alongwithlivingstandardsimproving,moreandmoreintelligentbuildingscametotruth,andhasbecomethemainstreamof21stcenturydevelopmentoftheconstructionindustry.Asanimportantpartofintelligentbuildings,air-conditioningsystemabstractspeople'smoreattention,sotheresearchofairconditioningsystemisnecessary.Thetaskistostudythesubjectairconditioningsystembasedonamathematicalmodel,designairconditioningsystemcontrolprogram,andsimulatetheairtemperaturecontrolsystem.Thisessaydescribestheprincipleofair-conditioningsystem,Bythewayoftheknowledgeofthermodynamicsandheattransfer,andusingthemechanismmethodtobuildthemathematicalmodeloftheobjectthatisair-conditionedroomatconstantairvolumesystem,obtainedthetransferfunctionofair-conditionedroom,andgivestransferfunctionmethodfordeterminingtheparameters.Simultaneously,determinetheaircoolerandair-conditioningsystemsinothersectorsofthemathematicalmodel,Therebyestablishingamathematicalmodeloftheentirecontrolloop.ThisessayintroducesPIDControlthatiscommonlyusedintheprocesscontrolsystem，IthasbeentheresponsecurvethatisobtainedbythesimulationsoftwareMATLAB.KEYWORDS:Air-conditioningsystem,mathematicmodel,routinePIDcontrol,simulationIII符号说明本文中的符号。若文中没有特别说明。其意义均如下所示。文中特别说明所赋符号意义仅限于说明处有效。L：单位时间送风量，3/mh：空气密度，3/Kgmc：空气定亚比热，KJ/(Kg·K)nq：室内散热量，KJ/hc1：净化室的热容（包括室内空气的蓄热和设备与围护结构表层的蓄热），KJ/(Kg·K)N：净化室的换气次数，次/hV：净化室的容积，3mTf1：冷流体温度，℃Tf2：热流体温度，℃Tw1：低温侧平板温度，℃Tw2：高温侧平板温度，℃ａ1：冷流体对流换热系数，2/()Wmkａ2：热流体对流换热系数，2/()Wmkδ：平板壁厚度，mA：换热面积，2mλ：导热系数，2/()WmkM：流体质量，KgK12：表冷器传热系数，2/()WmkK23：建筑物传热系数，2/()WmkIV目录第一章绪论......................................................11.1空调系统研究背景......................................................11.2国内外空调研究发展及现状..............................................11.2.1空调系统建模方面的国内外研究状况及发展............................11.2.2空调控制系统国内外研究现状及发展..................................21.3本论文做的主要工作....................................................41.4本课题研究的意义......................................................41.5本文的组织............................................................5第二章空调控制系统的原理及构成..................................62.1空调系统的原理........................................................62.2中央空调系统的控制功能和要求..........................................82.2.1空气温度调节系统..................................................82.2.2空气湿度调节系统..................................................92.2.3空调控制系统的要求...............................................102.3空调监控系统的构成...................................................11第三章空调系统建模.............................................153.1空调房间建模.........................................................153.1.1CAV空调系统的基本原理............................................153.1.2CAV方式下空调房间的数学模型......................................163.2空调房间特性参数的估算...............................................193.3表冷器的模型.........................................................213.3.1基于传热过程机理建立表冷器模型...................................213.3.2传热过程参数分析.................................................243.4空调系统中其它环节的特性.............................................24V3.4.1温度检测环节的特性...............................................243.4.2执行机构的特性...................................................263.4.3控制器的特性.....................................................26第四章常规PID控制及仿真.......................................274.1控制系统的性能指标...................................................274.2PID控制器的基本原理..................................................284.3PID参数整定..........................................................304.4温度控制系统PID控制仿真.............................................334.4.1MATLAB简介.......................................................334.4.2单回路PID控制仿真...............................................344.4.3PID控制抗干扰性仿真..............................................354.5小结.................................................................37第五章结论.....................................................38参考文献........................................................39致谢...........................................................401第一章绪论1.1空调系统研究背景随着人们生活水平的不断提高，智能建筑