[实用新型]基于模糊自适应PID的室温控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种室温控制装置，具体涉及一种基于模糊自适应PID的室温控制装置，本实用新型属于室温控制领域。

背景技术

中央空调系统是一个具有时滞、时变、非线性和大惰性的复杂系统，其复杂性导致中央空调系统难以用精确的数学模型或方法来描述；且由于中央空调系统的动态特征，只有所采用的控制系统能够在空调系统运行过程中在线地积累与综合有关的信息，并即时地修正或调节系统的控制参数，才能使空调系统始终处于最优或接近最优的工作状态。很明显，常规的PID控制是无法做到的，而且其对中央空调系统的控制难以获得较好的节能效果。此外，采用常规的PID控制时，比例、积分和微分三个参数的调整通常依靠经验，是一项非常费时费力的工作，且难以找到一组合适的PID常数。

随着模糊控制技术应用的日渐成熟，又由于模糊控制不依赖于被控对象的精确数学模型，能够克服非线性因素的影响，对调节对象的参数变化具有较强的鲁棒性，所以将模糊控制与传统的PID控制结合已应用于许多领域。但是现有技术中尚不存在基于模糊自适应PID的室温控制装置及控制方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于模糊自适应PID的室温控制装置。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

基于模糊自适应PID的室温控制装置，其特征在于，包括：温度传感器、风量传感器、模糊自适应PID控制器装置、送风风机、变频器、末端风阀；温度传感器、风量传感器分别与模糊自适应PID控制器装置的输入端相连，温度传感器用于检测室内温度，风量传感器用于检测房间风量；模糊自适应PID控制器装置的输出端分别连接末端风阀和变频器的输入端，变频器连接送风风机，变频器的输出端连接模糊自适应PID控制器装置的输入端。

前述的基于模糊自适应PID的室温控制装置，其特征在于，所述模糊自适应PID控制器装置包括工业控制计算机、可编程控制器，工业控制计算机连接可编程控制器，温度传感器、风量传感器和变频器的输出端分别与可编程控制器的输入端相连，可编程控制器的输出端分别连接末端风阀和变频器的输入端。

前述的基于模糊自适应PID的室温控制装置，其特征在于，所述模糊自适应PID控制器装置还包括第一转换模块、第二转换模块、第三转换模块、通信模块，工业控制计算机经通信模块连接可编程控制器，温度传感器、风量传感器和变频器的输出端分别经第一转换模块连接所述可编程控制器，可编程控制器经第二转换模块连接末端风阀，可编程控制器经第三转换模块连接变频器的输入端。

前述的基于模糊自适应PID的室温控制装置，其特征在于，工业控制计算机和通信模块之间通过串行通信总线相连；所述可编程控制器为西门子S7-200型PLC或西门子S7-300型PLC。

前述的基于模糊自适应PID的室温控制装置，其特征在于，所述可编程控制器包括变频风机模糊自适应PID控制器和末端模糊自适应PID控制器；温度传感器连接第一比较器的输入端，第一比较器用于检测室温设定值和温度传感器检测温度之间的差值，第一比较器的输出端连接风阀开度判断器的输入端，风阀开度判断器用于检测末端风阀的风阀开度是否处于最值，本实用新型不限制风阀开度判断器的具体实现方式，本领域技术人员可以参照现有的风阀的通用开度信号判断方式进行设置；风阀开度判断器的输出端分别与变频风机模糊自适应PID控制器和末端模糊自适应PID控制器相连；变频风机模糊自适应PID控制器的输出端连接变频器；风量传感器连接第二比较器的输入端，第二比较器用于比较现有风机风量和房间风量的差值，第二比较器的输出端连接末端模糊自适应PID控制器的输入端，末端模糊自适应PID控制器的输出端连接末端风阀。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型将模糊控制与常规的PID控制相结合，根据实时工况调整对象的控制参数值，使系统的响应速度加快，超调量明显减小，在线参数自整定能力强，具有较好的抗干扰性和较强的自适应能力，弥补了常规PID控制存在的较大延迟和惯性等问题，同时能在房间部分负荷运行条件下降低风机的能耗，具有较好的节能效果。

附图说明

图1是本实用新型基于模糊自适应PID的室温控制装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型基于模糊自适应PID的室温控制装置的一个优选结构示意图；

图3是本实用新型模糊自适应PID控制的原理图；

图4是本实用新型模糊自适应PID控制的室温控制系统的一种控制流程图。

图中附图标记的含义：