基于Trnsys的中央空调系统节能控制研究

【摘要】：在能源危机的大背景下，研究中央空调系统的节能控制具有重要的现实和经济意义。中央空调是一个多部件、非线性、大滞后的系统，其具有不易进行系统建模、不易控制等特点。目前对于中央空调节能控制的研究很多，但大部分研究没有从整个系统角度出发，联合实际建筑，建立有效的模型；暖通空调和自动控制分属不同专业，导致大部分研究者对中央空调控制系统和控制策略的认识脱节；目前出现的诸多中央空调控制方法、系统节能效果如何，没有一套评价体系能从理论上进行节能及控制效果的评价。 针对上述问题，本文在TRNSYS上编写中央空调部件模块，建立整个大厦和中央空调系统的仿真模型；然后联合TRNSYS和Matlab/Simulink，建立研究整个中央空调系统控制的仿真系统，以此为基础研究模糊控制策略下中央空调冷冻水变流量控制、VAV末端风机变风量控制的模型，分析能耗及控制效果；最终，提出基于模糊控制的中央空调群控策略。经仿真结果和实际的应用验证，得出了中央空调群控是一种能对中央空调系统进行高效节能控制的控制方法。 文中建立的TRNSYS和Matlab/Simulink联合仿真系统对于研究中央空调节能控制策略具有较大的促进意义，通过此联合仿真系统，可以自由设计各种控制方法，并可通过此系统比较、评价各控制策略的节能控制效果。文中提出的基于模糊控制的中央空调群控控制，具有较大的现实意义，能够对中央空调系统进行有效的节能控制。 【关键词】：中央空调系统 瞬时系统模拟程序 模糊控制 群控
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU831.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 课题的提出与意义11-13
• 1.3 国内外研究现状13-16
• 1.3.1 对控制策略的研究13-15
• 1.3.2 对中央空调系统仿真的研究15-16
• 1.4 本文主要工作16-17
• 第二章 中央空调系统仿真模型的建立17-34
• 2.1 TRNSYS 软件介绍17-18
• 2.2 中央空调系统各部件数学模型建立18-26
• 2.2.1 水管/风管数学模型的建立18-20
• 2.2.2 水阀/风阀数学模型20
• 2.2.3 风机/水泵数学模型的建立20-23
• 2.2.4 中央空调冷水机组数学模型的建立23-26
• 2.3 中央空调系统仿真模型的建立26-31
• 2.3.1 建筑能耗模型的建立26-28
• 2.3.2 气象数据文件选取及仿真时间的设置28-30
• 2.3.3 中央空调仿真系统简介30-31
• 2.4 中央空调系统基准模型仿真结果31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 TRNSYS 与 Matlab 联合仿真系统的建立34-43
• 3.1 COM 组件实现通信方法34-37
• 3.1.1 COM 组件34
• 3.1.2 内存映射34-35
• 3.1.3 通信过程35
• 3.1.4 程序接口模块设计35-37
• 3.1.5 COM 组件工作流程37
• 3.2. DLL 组件实现通信方法37-39
• 3.2.1 DLL 介绍37-38
• 3.2.2 在 Matlab 中建立 DLL38-39
• 3.2.3 DLL 与 TRNSYS 通信39
• 3.3 TRNSYS 与 Matlab/Simulink 仿真系统建立39-42
• 3.3.1 TRNSYS 与 Matlab 链接40-41
• 3.3.2 Matlab 与 Simulink 链接41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 各控制策略下中央空调系统仿真43-59
• 4.1 冷冻水变流量控制43-45
• 4.1.1 冷冻水变流量原理43-44
• 4.1.2 冷冻水变流量主要形式44-45
• 4.2 冷冻水变流量系统智能模糊控制设计45-49
• 4.2.1 冷冻水智能模糊控制原理45-46
• 4.2.2 输入接口的模糊化46-48
• 4.2.3 选择隶属度函数48-49
• 4.2.4 模糊控制器的模糊推理及决策49
• 4.2.5 解模糊49
• 4.3 冷冻水变流量系统仿真49-51
• 4.4 变风量控制系统51-53
• 4.4.1 变风量控制原理51-52
• 4.4.2 变风量系统风机控制方式52-53
• 4.5 变风量模糊控制系统设计53-57
• 4.5.1 系统总体设计53-54
• 4.5.2 模糊控制器输入输出结构54-55
• 4.5.3 模糊控制输入量、输出量的模糊化55-56
• 4.5.4 输入量、输出量的去模糊化56-57
• 4.6 变风量控制系统仿真结果57-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第五章 基于模糊控制的中央空调系统群控设计59-69
• 5.1 中央空调系统群控原理59-61
• 5.1.1 中央空调系统冷负荷估算59-60
• 5.1.2 基于模糊控制的群控设计60-61
• 5.2 基于 TRNSYS 的中央空调系统群控仿真61-62
• 5.2.1 中央空调系统概述61
• 5.2.2 各系统控制策略概述61-62
• 5.2.3 中央空调系统群控仿真62
• 5.3 仿真结果及分析62-66
• 5.4 仿真与实际群控系统能耗情况比较及分析66-67
• 5.5 本章小结67-69
• 结论69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果74-75
• 致谢75-76
• 附件76

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