【正文】 1） ；??zcFdtC?????2—熱電阻的熱容量； —熱電阻的溫度； —熱電阻周圍介質的溫度；2 Za?F—熱電阻的表面積； —熱電阻周圍介質對熱電阻的換熱系數；由式（2—1）得： ，如果令傳感器的放大倍數 ，則azdtT???2 12?K上式可寫為： （2—2） ； —傳感器的時間常數，其az2t?K22CRT中 為傳感器的熱阻力系數。式（2—2）的解為：FR?? (2—3)； ??212zTteaK??式（2—2） （2—3）為無套管熱電阻溫度的微分方程及其解。由于這類元件可用一階微分方程描述，故這類元件稱為一階慣性元件，由于 ，故12T?（2—3）可化為： ；無保護套管的熱電阻溫度計的傳遞函數為：azK?2? ??123??STsW（2）變送器的特性及其傳遞函數當采用電子式組裝儀表或電動單元組合儀表，以及直接數字控制器（DDC ）時，常需要將被檢測到的信號轉化成統(tǒng)一的標準電信號，由于采用電33 / 43子線路進行信號變換，時間常數和滯后都比較小，因此可將其看成是比例環(huán)節(jié)，即： ； —變送器輸出的標準信號； —變送器的放大系數； —zz?BK? BKz?傳感器測量信號；其傳遞函數可寫為： ；??W?s4 控制系統(tǒng)的流程圖圖 44 控制系統(tǒng)的流程圖 PID 控制器的設計方法忽略干擾回路，則設 ， ， ， ；則未校正系統(tǒng)12?K52T943??K43T的響應曲線如圖 4—5 34 / 43圖 45 未校正系統(tǒng)的響應曲線圖未校正系統(tǒng)的根軌跡圖如圖 46圖 46 未校正系統(tǒng)的根軌跡圖由此可見該系統(tǒng)不穩(wěn)定，運用 PID 校正使其穩(wěn)定，因此使用臨界比例度法的 PID 控制器設計。干擾回路通過補償裝置來抑制干擾的影響，從而忽略干擾回路，只對主回路進行 PID 校正。PID 校正時的流程圖：35 / 43圖 47 PID 校正時的流程圖臨界比例度法的 PID 控制器設計：臨界比例度法（又稱為穩(wěn)定邊界法）是基于穩(wěn)定性分析的 PID 參數設計方法。該方法的思路是首先令 ， ，然后增大 ，直至系統(tǒng)震蕩，記0?DT?I pK錄此時的臨界穩(wěn)定增益 及臨界穩(wěn)定角頻率 ，代入經驗公式即可得到 PIDmKm?控制器參數。經驗公式見下表 41表 41 PID 的控制規(guī)律控制規(guī)律 p IT DTP PI 4m??PID m9. m??由根軌跡與虛軸的交點即可讀出 和 ，如圖 49.?8 所示36 / 43圖 48 臨界參數根軌跡圖故根據公式經驗可求取 PID 參數： ， ，702.?。所以，PID 控制器的傳遞函數為：?DT ?????s026.. 2???CG對校正后的系統(tǒng)繪制單位階躍響應曲線，如圖 49：圖 49 校正后的系統(tǒng)繪制單位階躍響應曲線圖37 / 43第五章 結語與展望通過本次設計，實現(xiàn)了中央空調參數的自動監(jiān)視與調節(jié)，通過對各種空調設備的運行狀態(tài)的監(jiān)控, 確保設備的穩(wěn)定啟動與停止，使空調始終處于良好狀態(tài)。此外, 采用系統(tǒng)組態(tài)軟件進行了集中監(jiān)控, 大大減少工程維護管理人員的勞動強度, 減少設備運行能耗, 提高設備運行的可靠性, 全面的提高了空調維護機組員工的維護管理水平?？照{系統(tǒng)中的控制對象多屬熱工對象，從控制角度分析，具有以下特點：(1) 多干擾性例如，通過窗戶進來的太陽輻射熱是時間的函數，受氣候條件的影響；室外空氣溫度通過圍護結構對室溫產生影響；通過門、窗、建筑縫隙侵入的室外空氣對室溫產生影響；為了換氣所采用的新風，其溫度變化對室溫有直接影響。此外，空氣加熱器電源電壓的波動以及熱水加熱器熱水壓力、溫度、蒸汽壓力的波動等，都將影響室溫。38 / 43如此多的干擾，使空調負荷在較大范圍內變化，而它們進入系統(tǒng)的位置、形式、幅值大小和頻繁程度等，均隨建造物的構造、用途的不同而異，更與空調技術本身有關。在設計空調系統(tǒng)時應考慮到盡量減少干擾或采取抗干擾措施。因此，可以說空調工程是建立在建筑熱工、空調技術和自控技術基礎上的一種綜合工程技術。 (2) 溫、濕度相關性描述空氣狀態(tài)的兩個主要參數為溫度和濕度，它們并不是完全獨立的兩個變量。當相對濕度發(fā)生變化時會引起加濕(或減濕)動作，其結果將引起室溫波動；而室溫變化時，使室內空氣中水蒸氣的飽和壓力變化，在絕對含濕量不變的情況下，就直接改變了相對濕度即溫度增高相對濕度減少，溫度降低相對濕度增加。這種相對關聯(lián)著的參數稱為相關參數。顯然，在對溫、濕度都有要求的空調系統(tǒng)中，組成自控系統(tǒng)時應充分注意這一特性。 控制中存在的主要問題目前中央空調系統(tǒng)主要采用的控制方式是 PID 控制，即采用測溫元件(溫感器)+PID 溫度調節(jié)器+電動二通調節(jié)閥的 PID 調節(jié)方式。夏季調節(jié)表冷器冷水管上的電動調節(jié)閥，冬季調節(jié)加熱器熱水管上的電動調節(jié)閥，由調節(jié)閥的開度大小實現(xiàn)冷( 熱)水量的調節(jié)，達到溫度控制的目的。為方便管理，簡化控制過程，把溫度傳感器設于空調機組的總回風管道中，由于回風溫度與室溫有所差別，其回風控制的溫度設定值，在夏季應比要求的室溫高(0．5～1．0)℃，在冬季應比要求的室溫低(0．5～1．0)℃。PID 調節(jié)的實質就是根據輸入的偏差值，按比例、積分、微分的函數關系進行運算，將其運算結果用于控制輸出?，F(xiàn)場監(jiān)控站監(jiān)測空調機組的工作狀態(tài)對象有：過濾器阻塞(壓力差)，過濾器阻塞時報警，以了解過濾器是否需要更換；調節(jié)冷熱水閥門的開度。以達到調節(jié)室內溫度的目的；送風機與回風機啟／停；調節(jié)新風、回風與排風閥的開度，改變新風、回風比例，在保證衛(wèi)生度要求下降低能耗，以節(jié)約運行費用；檢測回風機和送風機兩側的壓差，以便得知風機的工作狀態(tài)；檢測新風、回風與送風的溫度、濕度，由于回風能近似反映被調對象的平均狀態(tài)，故以回風溫濕度為控制參數。根據設定的空調機組工作參數與上述監(jiān)測的狀態(tài)數據，現(xiàn)場控制站控制送、回風機的啟／停，新風與回風的比例調節(jié)，盤管冷、熱水的流量，以保證39 / 43空調區(qū)域內空氣的溫度與濕度既能在設定范圍內滿足舒適性要求，同時也能使空調機組以較低的能量消耗方式運行。PID 調節(jié)能滿足對環(huán)境要求不高的一般場所，但是 PID 調節(jié)同樣存在一些不足，如控制容易產生超調，對于工況及環(huán)境變化的適應性差，控制慣性較大，節(jié)能效果也不理想，所以對于環(huán)境要求較高或者對環(huán)境有特殊要求的場所，PID 調節(jié)就無法滿足要求了。對于像中央空調系統(tǒng)這樣的大型復雜過程(或對象)的控制實現(xiàn)，一般是按某種準則在低層把其分解為若干子系統(tǒng)實施控制，在上層協(xié)調各子系統(tǒng)之間的性能指標，使得集成后的整個系統(tǒng)處于某種意義下的優(yōu)化狀態(tài)。在控制中存在問題主要表現(xiàn)在：(1) 不確定性傳統(tǒng)控制是基于數學模型的控制，即認為控制、對象和干擾的模型是已知的或者通過辯識可以得到的。但復雜系統(tǒng)中的很多控制問題具有不確定性，甚至會發(fā)生突變。對于“未知” 、不確定、或者知之甚少的控制問題，用傳統(tǒng)方法難以建模，因而難以實現(xiàn)有效的控制。(2) 高度非線性傳統(tǒng)控制理論中，對于具有高度非線性的控制對象，雖然也有一些非線性方法可以利用，但總體上看，非線性理論遠不如線性理論成熟，因方法過分復雜在工程上難以廣泛應用，而在復雜的系統(tǒng)中有大量的非線性問題存在。(3) 半結構化與非結構化傳統(tǒng)控制理論主要采用微分方程、狀態(tài)方程以及各種數學變換作為研究工具，其本質是一種數值計算方法，屬定量控制范疇，要求控制問題結構化程度高，易于用定量數學方法進行描述或建模。而復雜系統(tǒng)中最關注的和需要支持的，有時恰恰是半結構化與非結構化問題。(4) 系統(tǒng)復雜性按系統(tǒng)工程觀點，廣義的對象應包括通常意義下的操作對象和所處的環(huán)境。而復雜系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間關系錯綜復雜，各要素問高度耦合，互相制約，外部環(huán)境又極其復雜，有時甚至變化莫測。傳統(tǒng)控制缺乏有效的解決方法。(5) 可靠性常規(guī)的基于數學模型的控制方法傾向于是一個相互依賴的整體，盡管基于40 / 43這種方法的系統(tǒng)經常存在魯棒性與靈敏度之間的矛盾，但簡單系統(tǒng)的控制可靠性問題并不突出。而對復雜系統(tǒng)，如果采用上述方法，則可能由于條件的改變使得整個控制系統(tǒng)崩潰。歸納上述問題，復雜對象(過程)表現(xiàn)出如下的特性：系統(tǒng)參數的未知性、時變性、隨機性和分散性：系統(tǒng)時滯的未知性和時變性；系統(tǒng)嚴重的非線性；系統(tǒng)各變量間的關聯(lián)性；環(huán)境干擾 的未知性 、多樣性和隨機性。面對上述空調系統(tǒng)的特性，因其屬于不確定性復雜對象的控制范疇，傳統(tǒng)的控制方法難以對這類對象進行有效的控制，必須探索更有效的控制策略。參考文獻[1]；2022[2]，2022[3]，2022[4]劉坤. 可持續(xù)發(fā)展的新型空調設備和系統(tǒng)的開發(fā). 黑龍江科技信息 , 2022 [5]. 清華大學出版社，2022 [6]. 機械工程出版社，2022 [7]曹瑜,胡松濤,鄭小鋒,. 山東制冷空調——2022年山東省制冷空調學術年會“煙臺冰輪杯”優(yōu)秀論文集, 2022 [8]強天偉. 通風空調設備用蒸發(fā)冷卻節(jié)能技術的研究. 東華大學 , 2022[9]朱衡君. MATLAB ：清華大學出版社，2022[10]GB/T 188362022．風管送風式空調(熱泵)機組．[11] 蔣能照,張華，姚國琦等．家用中央空調實用技術．北京：機械工業(yè)出版社，202241 / 43[12] 齊志才，蓋爽等．中央空調房間嵌入式控制系統(tǒng)[J]．儀表技術與傳感器，2022[13] 張振昭，許錦標，萬頻編．樓宇智能化技術．北京：機械工業(yè)出版社.[14] 易級楷，侯媛彬．北京：智能控制技術．北京工業(yè)大學出版社．謝辭經過這幾個月的努力設計，本次畢業(yè)設計綜合了我四年所學的知識、對所學知識的運用和能力的考察的設計終于完成了。在這一個學期以來，我認真對待，并充分運用了自己所學的知識，全力去解決每天遇到的各種問題；特別是空調系統(tǒng)設計是一個比較全面綜合的設計，包括了水電、自動化等多方面內容，所以，在不斷進行設計的同時，還需不斷學習新的知識。因此，此次設計的過程就是鞏固四年來所掌握的知識和重新學習的過程。通過這次的設計，我不僅鞏固了以前所掌握的知識，還提高了動手操作和解決實際問題的能力。為了使自己能力提高，我用 MATLAB 來進行畫圖，由不懂到懂，到最后還是能比較熟練的使用它。雖然這次設計比較辛苦，但是我從中學到不少實用的技能。總的來說，該次畢業(yè)設計雖然付出了大量時間和精力，最終讓我獲益匪淺，對以后的工作有很大的鋪墊準備作用，并且加深了對本專業(yè)的認識。此42 / 43外，在本次設計過程中，得到老師的細心指導以及同學們的熱心幫助，特別是李老師平時嚴格的督促和指導，在此深表感謝。