恒溫恒濕房間地仿真模擬控制試驗報告材料

1、實用文檔建筑自動化實驗報告題目：恒溫恒濕房間的仿真模擬控制實驗班級：建環(huán)1302班姓名：陳文博學(xué)號：U201315938指導(dǎo)教師：徐新華完成時間：2016年 5月文案大全實用文檔一、實驗?zāi)康谋敬文M仿真的目的是要滿足在 秋（過渡季）、夏、冬三季的溫 濕度控制?？刂茖ο鬄闇囟群蜐穸?，其中濕度為相對濕度，因為溫度 與相對濕度的耦合關(guān)系，而且在實際工況中，對溫、濕度又有不同的 精度要求，因此我們只需要在溫濕度中選取其中一個進行精調(diào)， 另外 一個滿足一定條件即可。我們要做的工作便是在上述外界環(huán)境下， 分 別對溫濕度進行控制。其中溫度控制：t=23±0.1，C, 6 = 60 ±10

2、%濕度控制：*=60±1%, t=23±1cC本次實驗主要是利用 Mat lab中Simulink仿真模型模擬恒溫恒 濕機組在各種工作環(huán)境下的運行情況。 在模擬過程中，對于各季環(huán)境 差異，我們主要考慮的是環(huán)境溫度的不同，即顯熱負(fù)荷的差異。同時， 我們假設(shè)各種條件下房間內(nèi)的產(chǎn)濕都是相同的， 這主要是基于室內(nèi)設(shè) 備、人員沒有變化。我們需利用 Simulink仿真模型模擬恒溫恒濕機 組在各種工作環(huán)境下的運行情況，通過仿真實驗找到合適的控制策略， 實現(xiàn)房間里的恒溫恒濕控制。二、實驗控制方法由于所用控制器件的慣性及精度影響，很難在第一刻就能使調(diào)節(jié) 后的空氣溫濕度達到要求。而且處于保護

3、設(shè)備和節(jié)能的角度考慮， 我 們沒有必要總使設(shè)備運行在滿負(fù)載工況下， 同時避免在很小的區(qū)域內(nèi) 由于控制目標(biāo)的波動而是其頻繁啟停，同時還得兼顧進行微調(diào)所能達 文案大全實用文檔到的幅度，因而根據(jù)設(shè)備自身參數(shù)要求，設(shè)定一個合適的粗調(diào)區(qū)是很重要的。因此，我們的實驗控制方法是先確定一個合適的房間溫濕度粗調(diào)區(qū)，根據(jù)我們所需控制的恒溫恒濕房間的溫濕度控制要求：t=23 C , 0 =60%我們可以確定溫度的粗調(diào)區(qū)為：T=23士 1 C , 0 =60%±10%如下圖所示：粗調(diào)使室內(nèi)溫濕度環(huán)境滿足條件之后， 便可以集中對溫濕度中的 一個因素進行調(diào)節(jié)。對于溫度和濕度的控制必須有一個是精確控制， 而另外一

4、個則有一個比較寬的變化，我們分別通過ctrl_T.m和ctrl_D.m分別完成對溫度和濕度的精確控制中精調(diào)過程。但在實際 的Simulink模擬模型中，我們不可能直接將溫濕度調(diào)節(jié)到我們理想文案大全實用文檔的控制要求，我們對ctrl_T.m 和ctrl_D.m需要不斷進行修正，直到 得到符合我們實驗要求的溫濕度范圍。三、實驗控制算法1、溫度控制實現(xiàn)方法：由于控制的過程最終是給被控器件一個 0-1信號，如果是0, 則表示該儀器停止運行，如果是1,則表示該儀器運行。例如，如果 要精調(diào)溫度，我們就以溫度作為程序控制的主線。 當(dāng)實測溫度與設(shè)定 溫度的差大于0.1度時，我們分以下三種情況進行處理：當(dāng)實測濕

5、度（相對）與設(shè)定值的差大于 8%,即濕度偏大時，應(yīng) 當(dāng)開啟表冷器進行制冷除濕。當(dāng)實測相對濕度與設(shè)定值的差小于 8%, 即溫度偏高、濕度偏低時，應(yīng)當(dāng)開啟加濕器和表冷器以同時降溫和加 濕。而在二者之間時，說明濕度已經(jīng)達到了要求，只需要用表冷器降 溫即可。同樣的道理，當(dāng)實測溫度與設(shè)定溫度的差小與 0.1度時，也是仿 照上面的情況分成三種情況進行討論， 在程序中有說明，這里就不贅 述了。需要特別說明的是，我們在控制過程中特別選定了一個正負(fù) 0.01 度的一小段溫度范圍作為過渡區(qū)，在這個區(qū)中的時候只要濕度在我們 允許的最大范圍內(nèi)，我們就不用對空氣再做任何的處理， 這樣可以節(jié) 約一部分能量。同時，介于這個

6、過渡區(qū)與粗調(diào)區(qū)之間的就是我們的精 調(diào)區(qū)。處于精調(diào)區(qū)的空氣溫度已經(jīng)在設(shè)定范圍內(nèi)，我們的目標(biāo)是讓它文案大全實用文檔更加接近設(shè)定值，同時將不再控制范圍內(nèi)的濕度控制在設(shè)定范圍內(nèi)。 因此，對于處于精調(diào)區(qū)的空氣在進行溫度處理時， 均采用前面的積分 公式算出需要的加熱量，然后與7.5Kw的加熱器進行比較，得到需要 在一個周期內(nèi)加熱的比例，然后把這個比例轉(zhuǎn)換成占空比信號傳給加 熱器。對于表冷器我們也采用了類似的方法。不同的是，為了簡化問題， 我們直接利用需要降低的溫度與表冷器一次的降溫量進行比較得到 需要加熱的比例，然后再轉(zhuǎn)換成占空比信號傳遞給表冷器進行相應(yīng)的 動作。至于加濕器，我們假設(shè)它的工作周期為 150

7、秒（即150秒內(nèi)只 能啟動一次），通過用給定的模型進行實驗，發(fā)現(xiàn)它在 150秒內(nèi)可以 將同溫度空氣的相對濕度增加10% ,于是我們直接將需要的加濕量 與之比較得到一個周期內(nèi)需要的加濕比， 再轉(zhuǎn)換成占空比信號傳給加 濕器。2、濕度控制的實現(xiàn)濕度的控制與溫度類似，只是在粗調(diào)的時候要以濕度為標(biāo)準(zhǔn)， 先 將濕度調(diào)整到我們需要的范圍內(nèi)，然后再對溫度的不同情況進行相應(yīng) 的調(diào)整。在進入精調(diào)區(qū)后，我們采用加熱器和加濕器對濕度進行精確 控制。加熱器可以在溫度低而濕度大的時候達到升溫除濕的目的，而加濕器則只要是當(dāng)濕度偏低時將濕度拉回設(shè)定范圍。具體方法由于和溫度控制類似，此處不再詳述。下面繪出實驗控制流程框圖：文案

8、大全實用文檔溫濕度謾定值-文案大全實用文檔Simulink程序圖:房間框圖:控制模塊:文案大全實用文檔四、模擬結(jié)果Matlab程序中子程序介紹：Ctrl :溫濕度粗調(diào)程序，將室內(nèi)房間溫濕度的可調(diào)范圍控制早 粗調(diào)區(qū)( t= ± 1C ； d=± 0.1 )。Ctrl_T：溫度精調(diào)程序，將室內(nèi)房間溫濕度的變化范圍控制在 t=±0.1C; Ad=±0.07oCtrl_D :濕度精調(diào)程序，將室內(nèi)房間溫濕度的變化范圍控制在 t=±0.6C; Ad=±0.01 oTDtofai :由溫度，含濕量求得相對濕度的程序。TDtoTsfai :由溫度，含

9、濕量求得濕球溫度的程序。TsfaitoTD :由濕球溫度求得該狀態(tài)下的含濕量的程序。文案大全實用文檔1.夏季1）粗調(diào)結(jié)果:設(shè)備啟停狀況:111|111111m榔1 pamin 叔jrm111F11I1i1iI1kLn ii-31111卜T.山I1iiF1II11II|iiiI11iII1I 111】加 口 口 口將 n 口 n 11 口 口nn 口川 口 口 口 n itq sni13Bivqcn;軸2）溫度精調(diào)結(jié)果:文案大全實用文檔設(shè)備啟停狀況:3）濕度精調(diào)結(jié)果:文案大全實用文檔設(shè)備啟停狀況:2.秋季1）粗調(diào)結(jié)果:文案大全實用文檔設(shè)備啟停狀況:設(shè)備啟停狀況:LLLULULLLLLimi IU

10、UUL11 III；山I lUUllim文案大全實用文檔3）濕度精調(diào)結(jié)果:設(shè)備啟停狀況:文案大全實用文檔3.冬季1）粗調(diào)結(jié)果:設(shè)備啟停狀況:文案大全實用文檔2）溫度精調(diào)結(jié)果:設(shè)備啟停狀況:mni Il wL'MIIW眼腳哂 im叫 RWMAIinn皿皿毗陽hi刪恥刪ind11111r111口川111111r1rli1 F 上 11WPvgptNP.MfSpUKIRf？qn3）濕度精調(diào)結(jié)果:文案大全實用文檔設(shè)備啟停結(jié)果:92ED五、實驗結(jié)果分析1 .夏季溫濕度調(diào)節(jié)結(jié)果分析：夏季的粗調(diào)結(jié)果比較符合設(shè)定要求，溫濕度的值被調(diào)節(jié)到一個合 理的范圍之內(nèi)，t=24C, 0=59%而溫度與濕度精調(diào)后，

11、雖然溫濕度 單一都可以得到預(yù)想的控制設(shè)計范圍，但溫濕度對應(yīng)的變化卻并沒有 得到很好的對應(yīng)。對于溫濕度的聯(lián)合控制，由于室外的溫濕度擾動， 溫濕度只能說是大致對應(yīng)，總有溫度或者濕度超出了控制范圍。設(shè)備的啟停結(jié)果分析：在粗調(diào)時，由于溫濕度控制精度很大，因此加 熱器會頻繁啟停，對于溫度進行調(diào)節(jié)。而進入溫濕度精調(diào)后，我們可 以發(fā)現(xiàn)加熱器的啟停頻率明顯減少，而只用表冷器和加濕器的啟停來 控制溫濕度調(diào)節(jié)。2 .秋季溫濕度調(diào)節(jié)結(jié)果分析：從圖中粗調(diào)結(jié)果的圖像來看，粗調(diào)結(jié)果并不理想，溫濕度偏移預(yù) 期控制量很多，這說明在過渡季節(jié)，室外環(huán)境的多變性對于控制系統(tǒng)文案大全實用文檔有很大的干擾，往往會導(dǎo)致恒值控制系統(tǒng)不能很

12、好對室內(nèi)溫濕度進行 合理的控制。而由溫濕度精調(diào)控制結(jié)果，可以看出，無論是溫度精調(diào) 還是濕度精調(diào)，都只有唯一的控制參數(shù)可以得到很好的控制， 而其他 的參數(shù)卻往往不能很好的對應(yīng)預(yù)想的控制范圍。設(shè)備啟停的頻率與種 類差異性大，其中所有加熱器都有啟停記錄，說明溫濕度調(diào)節(jié)過程復(fù) 雜，室外氣象參數(shù)多變。過渡季節(jié)溫濕度異常原因分析：過渡季節(jié)溫濕度出現(xiàn)異常，其原因不外乎以下幾種：1 .系統(tǒng)中冷水機組，組合式空調(diào)器的表冷器制冷能力不足， 但再熱能 力滿足要求，其運行結(jié)果是溫度滿足要求但相對濕度偏高。2 .系統(tǒng)中冷水機組，組合式空調(diào)器的表冷器制冷能力滿足要求，但在 熱能力u=不夠，其運行結(jié)果是相對濕度滿足要求，但

13、溫度卻偏低。3 .系統(tǒng)中冷水機組，組合是空調(diào)器的制冷能力和再熱能力都滿足要求， 但運行調(diào)試不夠完善，不能充分發(fā)揮冷水機組，組合式空調(diào)器及再熱 器的作用，以致出現(xiàn)要么溫度滿足要求但相對濕度卻偏高， 要么相對 濕度滿足要求但溫度卻偏低的現(xiàn)象。綜合實際的Simulink框圖，系統(tǒng)不存在再熱能力不足，故原因只能 是1或者3,實際須看運行設(shè)備系統(tǒng)。3.冬季溫濕度調(diào)節(jié)結(jié)果分析：冬季的粗調(diào)結(jié)果中溫度控制極其穩(wěn)定，而濕度控制卻波動加大， 但至少在濕度合理控制范圍內(nèi)。由粗調(diào)節(jié)的設(shè)備啟停圖像，可以看出 加熱器啟停頻繁，很好地控制了室內(nèi)溫度，而表冷器與加濕器的啟停文案大全實用文檔則較為少，但對濕度控制也大體上到達要求。而從溫濕度精調(diào)結(jié)果， 圖像跟秋季控制圖像相似，但差異變化范圍更為奇怪，溫度都能符合 的很好，相對濕度最高竟然達到 75%可見該控制系統(tǒng)對于冬季的濕 度控制過程需要進行改進，才能得到很好的濕度控制。六、實驗心得通過這次實驗的操作與分析，我對于室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)過程以及室 內(nèi)環(huán)境自動控制的程序有了一個比較清晰的理解。雖然實驗中Matlab程序和Simulink框圖都是老師已經(jīng)準(zhǔn)備好的，但我認(rèn)為通過這 次的實驗分析，我對于 Matlab軟件的理解又加深了一層。實驗中的 各種程序并不是很復(fù)雜，復(fù)雜的是 Simul