大中型冷庫制冷系統(tǒng)的建模與控制.pdf

1、本課題來源于廣東省中山食品水產(chǎn)進(jìn)出口集團(tuán)的實際冷庫項目。本文首先對制冷系統(tǒng)進(jìn)行集中參數(shù)建模，然后根據(jù)建立的系統(tǒng)模型選擇了ITAE二次優(yōu)化控制對系統(tǒng)進(jìn)行控制，從仿真結(jié)果可以看出，控制系統(tǒng)的各項動態(tài)性能指標(biāo)比Smith預(yù)估控制要好。 冷庫制冷系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的能量傳遞系統(tǒng)，建立一個準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型對于系統(tǒng)的控制以及節(jié)能的效果都有很大的影響。本文首先利用能量守恒對冷庫建立了冷藏間的數(shù)學(xué)模型，然后采用廣義最小二乘法建立了蒸發(fā)器的數(shù)學(xué)模型

2、，最后依次建立了溫度傳感器、執(zhí)行器和送風(fēng)管道的數(shù)學(xué)模型，綜合系統(tǒng)各部分建立的數(shù)學(xué)模型，本文建立了冷庫從蒸發(fā)器到冷藏間這一系統(tǒng)的集中參數(shù)模型。從建立的數(shù)學(xué)模型看，我們所建立的冷庫系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是一個高階、大慣量、大滯后的系統(tǒng)。 針對冷庫系統(tǒng)高階、大慣量、大滯后的特點，本文經(jīng)過對比之后，選擇采用ITAE最佳調(diào)節(jié)律建立的二次優(yōu)化控制對系統(tǒng)進(jìn)行控制。二次優(yōu)化控制對大慣量大滯后系統(tǒng)具有很好的控制效果，但是二次優(yōu)化控制主要針對一階慣性加延遲

3、的對象，所以在第三章采用最優(yōu)降階方法對冷庫系統(tǒng)進(jìn)行了降階處理，接著設(shè)計了二次優(yōu)化控制器，并對控制器的各個參數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)計算；最后研究了二次優(yōu)化控制器的魯棒性。 對前面選擇的控制策略，本文的最后一章用SIMULINK建立了用二次優(yōu)化控制器進(jìn)行控制的冷庫系統(tǒng)的仿真模型并對系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，從仿真結(jié)果可以看出，根據(jù)前面第三章的公式計算出來的參數(shù)的控制器對系統(tǒng)的控制效果并不太理想，經(jīng)過微調(diào)控制器的參數(shù)后，系統(tǒng)有很好的控制效果。經(jīng)過跟Sm