对于制冷系统动态建模及控制方法的研究

周密

摘 要：建筑能耗中空调的能耗占比较大，但在其真实工作状态下存在很大的节能空间。因此研究制冷系统的负荷特性并进行分析，建立动态模型，并对其如何实施有效的制冷控制显得尤为重要，这是目前研究的重点和难点。根据制冷系统的大时滞和强耦合以及非线性的特点，采用无模型自适应控制方法，设计SISO无模型自适应控制器，将自适应前馈补偿思想引入到无模型自适应控制中，实现多回路解耦。

关键字：制冷系统；动态建模；无模型自适应控制

中图分类号：TU831.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）02-0090-03

Abstract： The energy consumption of air conditioning is relatively large， but in its real state of work there is a lot of energy-saving space. Therefore， it is very important to study and analyze the load characteristics of refrigeration system to establish dynamic model and how to implement effective refrigeration control. This is the focus and difficulty of the current research. According to the characteristics of large time delay， strong coupling and nonlinearity of refrigeration system， a model-free adaptive controller is designed by using model-free adaptive control method. The idea of adaptive feed forward compensation is introduced into model-free adaptive control to realize multi-loop decoupling.

Keywords： refrigeration system； dynamic modeling； model-free self-adaptive control

引言

据调研，我国空调其实还存在相当大的节能空间，这是因为其向来按照最大冷热负荷量设计，而使用空调工作时却只在部分负荷下。空调负荷又是随室外气象参数的变化而变化，具有静态特性（即总冷负荷的大小）和动态特性（即建筑冷负荷的动态变化规律），前者决定制冷机组的总容量；后者决定制冷机组的运行状态。在满足负荷需求的基础上降低制冷组全年的运行总能耗，只能对制冷机组空调的运行模式和选配方案进行合理优化，让其运行状态与负荷及时的匹配，以此提高制冷机组空调的利用率和能效比，以达到空调系统节能的目的。

本文在建立压缩式制冷系统动态模型的基础上，对制冷系统负荷特性进行了分析，建立了制冷系统压缩机功耗模型、冷却水循环系统功耗模型和冷冻水循环系统功耗模型，并分别从制冷机组和水循环系统方面，进行了部分负荷特性分析，采用动态规划方法对制冷系统进行优化控制。……