室温PID控制实验系统的研究

近些年,随着暖通空调自控系统在我国的蓬勃发展,采用自动控制的空调、供热系统已经在智能建筑中比比皆是。但是从大多数的实际控制系统来看,运行的效果却不尽如人意。原因主要为:①设计师在进行自控系统设计时通常只能凭借经验进行设计,缺乏相应的辅助设计手段;②控制策略及控制参数的取值合理与否一般只能在系统完工后,根据现场实际运行效果来判断,若不合理只能做局部的调整和修改,难以实现优化控制。 本文在经典控制理论指导下,对自控领域控制系统分析设计软件——MATLAB/Simulink在室温控制系统中的应用进行了研究。在研究中以室温PID控制实验柜空调系统为研究对象,首先对系统各被控对象进行特性分析和仿真模型的建立,再运用拉普拉斯变换及Z变换将其转化为传递函数形式(离散部分转化为脉冲传递函数形式),将各环节用传递函数表示后,在MATLAB/Simulink模块下将各环节连接,建立起室温PID控制系统的模型。在此基础上运用MATLAB为其设计PID控制参数并仿真整个控制过程,得到控制系统时域分析下的MATLAB仿真性能。本课题运用扩充临界比例度法整定PID控制参数,得到了一整套PID控制参数及PI控制参数。为考察MATLAB辅助设计下系统的实际控制性能,将整定后的PID控制参数及PI控制参数进行了上机实验,与仿真实验性能进行对比。 通过对比实验的考察,证明了运用MATLAB辅助设计的控制系统,取得了很好的控制效果,其设计分析结果有很强的实用性和较高的参考价值。应用MATLAB/Simulink进行的辅助分析和设计具有相当的可信度及指导意义,在实际的工程中可以利用其缩短控制工程前期的验证与设计时间,及早发现问题,并提出合理的控制方案。