师那里学到了很多专业知识技能和思考问题的方法，学到了严谨治学的科研精神人生态度。同时，还要感谢信控学院全体领导老师和所有关心和帮助过我的同学，感谢他们对我的支持和帮助。维持室温恒定的空调系统称为变风量系统。区域或房间的送风量的变化是通过专用的变风量末端设备实现的，而定风量空调系统的区域或房间的温度只有开动房间再热器来补偿，这样变风量系统就避免了冷热抵消造成的双重能量消耗同时系统风量也处于变化中，设置合理的系统风量控制又可获得风机运行的节能在系统设备的选择上可考虑同时性参数。因此变风量空调系统节能潜力可观，般在。空气调节的目的是给被调空间创造满足定范围温度湿度要求的舒适环境，这也是系统的根本任务。现代商业建筑的内区全年基本上都是冷负荷，所以般情况下只考虑控制被调空间的温度。本文研究的系统的总体结构示意图如图。下面我们用跟踪回风循环来理解系统的工作过程。房间内的空气由回风道送回与室外新风混合，混合后的空气通过过滤器表冷器与冷却盘管内的冷冻水进行热交换这里未考虑湿度的变化，送风机根据被调空间所需风量，调整转速以满足对送风量的要求。送风经由送风道送至各末端装置，末端装置根据房间负荷调节风阀开度给被调空间提供所需风量。而风机转速，冷冻水阀开度，新回风阀开度，末端装置风阀开度中的任何个变化都会引起其余变量做相应的调节。说明所有调节动作都是耦合的，只不过耦合程度大小不同而已。从图可以看出，风道和末端装置分散于整个系统，因此，该系统是个分布参数系统，若把它看成个集总系统，会得出个高阶的系统，这给分析设计带来了极大的困难，并且控制器难以实现。表冷器新风管回风管进水管回水管排水管送风管过滤器房间图实验室变风量空调系统总体结构示意图根据目前系统均采用控制，通过通讯网络，末端控制器空气处理机组控制器均可互相通讯的现状，把系统分成机组部分和末端部分两部分考虑，并把这两部分通过中间桥梁风道进行物质和能量的联系，从而简化分析的问题。这是因为机组部分耦合严重，而压力无关型的末端部分基本无耦合。可是风道压力与风道阻力特性和送风量都有关系，当末端对风量进行调节时，各末端对风道压力都会产生严重影响，同时风道压力变化也会引起末端阀的开启度的调节，所以末端与风道压力之间耦合严重。基于控制和网络通讯的控制系统，把控制任务分散，降低了集中控制中控制器的负担，便于整个系统优化和高级控制策略的实现。末端调节的变风量系统变风量控制系统中采用的管道静压控制方法分析在系统中曾经普遍采用，目前也仍然在应用控制管道静压的办法。具体做法是在第个空气末端装置的到处设置静压传感器，通过改变送风机入口的导叶或风机转速的办法来控制系统静压。如果送风干管不只条，则需设置多个静压传感器，通过比较，用静压要求最低的传感器控制风机。风管静压的设定值般取值在之间。控制管道静压的好处是有利于系统稳定运行并排除各末端装置在调节过程中的相互影响。但很显然，保持系统静压维持设定值不变，是以消耗风机动力为代价的。控制管道静压的系统与系统相比是节能的，但它的风机动力能耗仍很可观。是系统的种新形式系统的管道静压控制方法是在定的历史条件下发展起来的。其中管道静压和室内温度曾经是两个独立的控制环节。为了充分发挥先进的和网络技术提供的可能性，美国提出了的新概念。，末端调节的变风量系统和样，也是种变风量系统，通过调节风量来创造良好环境。但不采用中的静压调节，而由末端装置直接控制送风机。基于末端装置实时的风量需求，采用先进的控制软件，实施对送风机进行控制。变风量末端末端装置是变风量空调系统中的关键设备，通过它来控制送风量，补偿室内负荷的变化，保持室温不变。个变风量系统运行成功与否，在很大程度上取决于末端装置的好坏，以及末端装置与整个系统之间的协调工作。在这两个方面，变风量末端的控制部分将起到重要的作用。压力相关型变风量末端控制压力相关型变风量末端是变风量末端中最简单的种，它甚至可以完全由机械部件构成，在没有任何电气电子部件协助的情况下实现控制功能。温度控制器根据温度传感器的信号，随着室内温度变化不断发送指令到控制风阀驱动电动机，改变控制风阀的开度，从而改变送风量以保持室内温度的不变。压力无关型变风量末端控制压力无关型变风量与压力相关型相差不大，只是增加了个风量传感器，但是控制方式完全不同。图是压力无关型变风量末端控制示意图，其中冬季送风再热控制与压力无关型相同，但是风量控制部分却大不样。温度控制器发出的控制指令并不是直接送往控制风阀，而是送往风量控制器作为它的给定信号风量控制器将温度控制器送来的信号与风量传感器检测到的信号进行比较运算，然后得到控制信号送往控制风阀，改变其开度。显然，这是个典型的串级控制系统，其中风量控制是副环，温度控制是主环。变风量末端加热盘管热水供水室内空气次风热水回水室内温度调节器变风量末端调节风阀及执行器风量控制器送风风量传感器图压力无关型变风量末端控制示意图根据串级控制系统中控制器选择的般原则，同时考虑到冬季进行再加热控制的要求，风量控制器副控制器可采用控制器，而温度控制器主控制器般采用控制器。由于系统中增加了个风量控制回路，因此当次送风风管的静压发生变化时，变风量末端送风量的变化立即被风量传感器感知，并在尚未影响室内温度前被风量控制回路纠正，这样送风管静压的变化将不会影响送风量，这也就是这种末端被称为压力无关型的原因。另外，由于在相同情况下，串级控制的主环的等效增益要远大于简单控制系统，因此即使是室内温度发生变化时，压力相关型变风量末端的控制效果要比压力无关型好。变风量空调系统的组成图为单风道变风量空调系统控制结构方框图。控制回路由冷水量送风温度控制风机转速静压点静压控制送风量室内温度控制及新风量二氧化碳浓度控制个回路组成。这里认为各控制回路独立将系统作为个系统整体考虑和控制。新风回风道回风阀三通阀调节器变送器调节器浓度传感器风阀控制器温控器温度传感器风量传感器变送器调节器变频器机组冷凝器风机新风阀图单风道变风量空调系统控制结构方框图系统的工作原理是夏季，当个房间的温度低于设定值时，温度控制器就会调节变风量末端装置中的风阀开度减少送入该房间的风量，由于系统阻力增加，引起送风静压升高，当静压超过设定值时，静压控制器通过调节风机转速减少系统的总送风量。送风量的减少导致送回风量差值的减少，送回风量匹配控制器减少回风量以维持设定值。同时，为保证送风温度，表冷器中冷冻水流量相应减少。风道压力的变化将导致新风量的变化，控制器将调节新风回风阀来保证新风量。当房间温度高于设定值时，调节过程相反。可见，各房间的风量调节和系统总风量调节是变风量空调系统的控制关键，其他回路调节必须紧密配合才能使变风量空调系统正常工作。各回路控制原理温度控制回路温度控制回路的目的是保持个恒定的温度。送风温度控制图为变风量空调系统送风温度控制回路框图，由于变风量空调系统采用固定送风温度而改变送风量的方式，故必须控制使其送风温度维持定值。对送风温度的控制可通过温度传感器感知空调机的实际送风温度与设定送风温度的差值，来调节水阀的供冷水量来实现。安装在风管内的温度传感器测量出送风温度，并将测量信号传送到控制器，在控制器内已有设定温度点和其它调整参数。控制器将传来的风管温度与设定点进行比较，计算出调节量并向阀门驱动器发出控制信号，阀门驱动器调节阀杆位置来改变通过阀门或水管的水量，以此来改变风管的温度。其控制过程如下风管温度控制计算向阀门驱动器发出控制信号阀杆位置改变阀门或水管水量图温度控制过程流程其控制框图如下设定送风温度调节器水阀空调机管道温度传感器送风温度图变风量空调系统送风温度控制回路框图其控制原理图如下供水管道回水管道控制器阀门驱动器风管温度传感器设定点参数及其他调整参数图温度控制原理图房间温度送风量控制图为系统室温控制框图，由该框图可以看出，在该控制回路中采用了个串级控制回路，原因主要是因为房间的温度通过调节风量保持恒定，如果管路压力变化，风量改变又会干扰被调量温度。当然，温度检测器旦检测出温度的变化，便会把信息反馈到调节器。调节器立即产生相应的矫正动作，以促使温度返回到其设定值上。在此期间，压力的扰动已经作用于过程并使被调量受到干扰。因此，可以利用串级控制来改善反馈控制回路的性能。温控器控制器房间温度传感器设定温度房间温度末端风阀风量传感器图系统室温控制框图该控制回路主回路为定值控制系统将室内温度控制在定值，副回路为随动系统。主调节器的输出能按负荷和操作条件的变化而变化，从而不断改变副调节器的给定植，使副调节器的给定值适应负荷并随条件而变化，即该串级控制系统依靠其副回路，具有定的自适应能力。其中主控制量为室内温度，副控制量为风量。温控器为主控器，风量控制器即控制器为副控器，构成串级控制回路。控制器将房间温控器检测到的实际温度和设定温度，根据比较差时曲线，可以对设备进行实时监控，查看设备是否处于运行良好状态当设备出现故障时，通过分析历史曲线，可以及时发现故障点，有利于设备的维修和维护。控制器设计和仿真对控制系统进行计算机仿真的基本过程包括首先建立系统的数学模型，因为数学模型是系统仿真的基本依据，所以数学模型极为重要，般而言，数学模型不仅包括控制对象的模型而且还包括控制器以及组成系统其他部分的数学模型然后根据系统的数学模型建立相应的仿真模型，般需要通过定的算法或数值积分方法对原系统的模型进行离散化处理，从而建立起相应的仿真模型，这是进行控制系统仿真的关键步骤最后根据系统的仿真模型编制相应的仿真程序，在计算机上进行仿真实验研究并对仿真结果加以分析。控制系统计算机仿真和辅助设计的应用与发展已经过了近年的历程