空调系统中PID控制的运用分析

2016-08-16吴锦桐

大科技 2016年17期

关键词：变风量设定值空调

吴锦桐

（广东美的暖通设备有限公司佛山 528311）

空调系统中PID控制的运用分析

吴锦桐

（广东美的暖通设备有限公司佛山 528311）

PID控制，是空调系统内的核心，其可根据环境的需求，控制空调系统的运行。PID控制方式，降低了空调系统的能耗，起到节能的作用，满足空调系统的各项需求。因此，本文主要探讨空调系统内PID控制的运用。

空调系统；PID控制；模糊自适应

空调系统的需求逐渐增加，能耗成为重点考虑的问题。空调系统运行中，提高了对节能降耗的重视度，全面控制空调系统的实际运行，引进PID控制，能够在根本上约束空调的运行，促使其更符合外界环境的需求。PID控制，在空调系统内，运行精度很高，而且不会造成太大的误差，提高空调系统内的资源利用率。

1 空调系统的PID控制

PID控制，是指利用在线学习的方式，作用于PID控制器的输出参数，经过输出的参数，调节空调系统的数值，充分优化空调系统的性能指标。PID控制器中，运用了BP神经网络的思想，能够准确的控制空调系统的运行[1]。PID控制器，简化了空调系统的控制过程，保证室内、送风量等回路控制的准确性，而且PID控制，其可应用到通风、供暖等空调系统内，为空调系统提供最优的控制数值。

2 空调系统中PID控制的运用

空调系统内，主要是模糊PID控制为主，实现了精确的运行控制。结合模糊PID的控制方式，分析其在空调系统内的实践应用。

2.1 仿真

空调房间内部，形成热力系统，无法准确的构建数学模型，而是采用模糊PID控制，简化仿真系统的应用，以空调房间为仿真对象，构建热力学模型。PID控制仿真时，着重体现热力学模型的应用，在空调系统方面提出几点要求，首先PID控制仿真时，将房间看做一项容器，仅考虑房间内部存储的热量，内部摆件蓄热可忽略不计；然后仿真时，不计算空调房间以外的热力流动，包括室外的热力空气；最后假定空调房间内的温度平均，不计算滞后的室内温度，以此来保障PID控制仿真的准确性。模糊PID控制，利用能量守恒的方式，控制空调系统的各项因素。

2.2 设计

空调系统的PID控制内，需要设计模糊自适应PID控制器，专门用于管控空调系统，一方面达到节能的设计，另一方面优化空调房的环境。

模糊自适应PID控制器的运行规律表达：

式中：u（t）是指 PID 控制的输出值；e（t）是指误差；ec（t）是误差变化率；kp、ki、kd分别代表比例、积分、微积分系数。

空调系统内，模糊自适应PID控制器，内部结构需根据空调系统的需求，提供可调整的方式[2]。PID控制器中，关键的是控制器和模糊推理器，推理器会根据空调房间内的温度，输入误差e和变化率ec，输出PID控制的比例、积分和微积分系数三项参数，可以根据空调系统不同的运行时刻，提供自整定后的温度参数，促使空调系统中的温度控制，能够处在良好的变化状态下，实现动态与静态的准确控制。

模糊自适应PID控制器，其在空调系统内，有一定的规律可循，应该根据空调系统的运行需求，建立隶属函数与控制规则，方便获取空调房间内的温度数据，输出温度以及温度误差，促使温度变量构成三角函数的隶属关系，保障各项参数均服从正态分布[3]。空调系统内对PID控制的应用，主要是自整定的功能，例如：空调的变频功能，其可根据室内温度的偏差，调整空调系统的运行，自整定功能，实现了平稳的运行，避免平衡点处出现过大的振荡，保障空调系统的稳定性，假如空调房室外的温度是37℃，室内是34℃，空调系统的设定值是24℃，模糊PID控制器开始仿真，时长10min，模糊PID控制，控调节时的温度差，提高温度响应的速度，在短时间内将温度降低到24℃，保持空调系统的良好性能，而传统的温度控制，其在调节室内温度时，出现不平衡的问题，温度会在24℃上下浮动，指导平衡在空调系统的设定值，不仅浪费了能耗，还增加了温度响应的时间。

2.3 运用

变风量空调内，PID控制的运用较为明显，PID提供了串级控制回路，主控制器内，采用了模式自适应PID控制，专门控制空调房内的温度，主动调节变风量[4]。模糊PID控制的过程，是根据空调房内的实际温度与设置温度的差，通过模式PID进行调整，PID输出的信号，是变风量空调的所需风量设定值，风量值的差，由PID调节算法调节风阀开关，促使空调房内的温度，维持在设定值的附近。