太陽能-相變蓄熱新風控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)是把太陽能技術和相變蓄熱技術相結合用于房間有組織通風換氣的新型輔助供暖系統(tǒng)。國內針對太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)的研究相對較少，對其熱力學建模、控制算法及系統(tǒng)辨識的研究也不多見。而太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)的建模以及控制問題對整個系統(tǒng)的熱利用效率至關重要，關系到能源消耗問題，將很可能成為這個領域的研究熱點。
　　 為便于對新風系統(tǒng)理論分析和實驗研究，先后搭建了太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)實驗平臺和模擬系統(tǒng)實驗平臺。

2、在此基礎上，通過對太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)的研究和分析，本文提出了系統(tǒng)的運行模式及其控制方法；深入分析了系統(tǒng)各部件的數(shù)學模型；研究了太陽能-相變蓄熱新風溫度的控制策略，提出把模糊控制算法應用到太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)的控制中，并最終實現(xiàn)了基于CAN總線技術的太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)的模糊控制。此外，本文還利用采集的新風溫度和熱媒水流量的數(shù)據(jù)，進行了基于自適應模糊神經網絡的非線性系統(tǒng)建模與參數(shù)辨識的仿真研究。文中的主要內容和成果如

3、下：
　　 1.利用-套太陽能熱水-相變蓄熱-空氣/水新風換熱體系，研究了太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)的工作原理，分析了在不同的供暖階段系統(tǒng)的主要運行模式和各部分的運行規(guī)律，最終設計實現(xiàn)了基于CAN總線的太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)的測量與控制。
　　 2.設計并搭建了太陽能-相變蓄熱新風模擬測控系統(tǒng)，首次提出了系統(tǒng)的三種控制模式及模式轉換控制方案。在充分考慮系統(tǒng)非線性、滯后性的基礎上，確定了系統(tǒng)總體控制目標，為整個控制系統(tǒng)的設

4、計與性能評價確立了理論依據(jù)。
　　 3.基于太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)，設計完成了手動控制實驗。通過運行測控系統(tǒng)驗證了系統(tǒng)設計的正確性，掌握了系統(tǒng)各部件的運行特性，同時獲得了大量有效的實驗數(shù)據(jù)，為新風模擬系統(tǒng)模糊控制的實現(xiàn)、自適應神經模糊建模與參數(shù)辨識提供了數(shù)據(jù)支持。
　　 4.研究并構建了太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)的風機盤管數(shù)學模型、房間溫度數(shù)學模型。其中房間溫度數(shù)學模型充分考慮了外界環(huán)境溫度以及熱負載等干擾因素，

5、以更準確地模擬實際系統(tǒng)特性，為驗證模糊控制器設計的合理性與有效性夯實了基礎.
　　 5.作為本文的主要研究內容，提出將Mamdani型的模糊控制算法用于太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)的新風溫度控制中，設計實現(xiàn)了系統(tǒng)三種運行模式的模糊控制器，并在建立的風機盤管的模型上進行了MATLAB仿真。
　　 6.針對太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)的數(shù)學模型難以精確建立的特點，設計了基于自適應神經模糊推理的控制器。應用BP神經元網絡的誤差

6、反傳算法，對輸入變量隸屬度函數(shù)和輸出變量進行參數(shù)辨識。結果表明：該算法采用神經網絡與模糊推理結合的建模和參數(shù)辨識方法，可以很大程度上逼近太陽能-相變蓄熱新風模擬系統(tǒng)的特性，誤差幾乎為零。
　　 7.設計并進行大量的太陽能-相變蓄熱新風系統(tǒng)模糊控制實驗，驗證本文提出模糊控制算法的合理性。實驗結果表明，本文所實現(xiàn)的模糊控制系統(tǒng)具有響應快速、魯棒性強、穩(wěn)定性高的特點，滿足對新風出口溫度的控制要求。
　　 本文的工作可以為今后太