一般在負荷變化較大的大型中央空調系統中，采用溫度恒定和改變風量的調節方式，從而使控制房間的送風量隨系統負荷的變化而變化的中央空調系統叫做變風量空調系統。該系統最大優點就是a節能，如果全年運行，可節約能耗 40%~60%。如今，變風量空調系統逐漸被眾多的空調設計者和研究者所青睞，主要是因為它有節能、方便、易改擴建、運行靈活、舒適等眾多優點。然而，該空調系統缺點也特別明顯，例如，系統控制很復雜、在系統運行時受干擾較多，無法精確確定其數學模型等等，因此該系統采用常規的 PID 控制系統無法達到其節能和舒適的特點。

根據其特點，本文擬將常規 PID 控制和模糊 PID控制兩種方法結合起來，用于該空調控制系統中。模糊控制可以對常規 PID 控制的參數在線進行調整，從而滿足該空調系統參數隨時變化的狀態，這樣的控制系統叫做模糊 PID 控制器，該控制器可以將兩者控制器的優點充分發揮出來。和只用常規 PID 控制系統相比，該系統動態響應更快、超調更小，魯棒性更強。本文對其研究結果進行分析、總結，希望能給同行提供一定幫助。

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?|?模糊PID控制器的設計

設計該控制器的關鍵是先找出參數(Kp、Ki、Kd)與誤差改變量△ e、誤差 e 之間的模糊關系，即在系統運行過程中不斷對△ e、e 進行檢測，然后對三個參數進行模糊控制在線修正以滿足不同工況(表現為 e 和△ e)下對(Kp、Ki、Kd)的不同要求，從而獲得良好的靜態和動態控制性能。圖 1 為模糊 PID 參數控制系統結構圖。

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?|?變風量空調系統中室內溫度控制的仿真模型和仿真結果

變風量空調系統被控空調房間室內溫度控制的仿真模型建立的方法是：第一步是將 MATLAB/Simulink模塊庫中相應的模塊調出并拖入其模型界面內，然后將其各模塊之間的參數進行對應設置，最后用線條將各模塊之間對應的連接好。對模糊控制的控制器來說，建立仿真模型的方法是：首先要編寫好該控制器對應的 S-Function 函數，然后進行封裝，這樣就建立好了MATLAB/Simulink 仿真模型。圖 2 為模糊 PID 控制的變風量空調系統室內溫度的仿真模型

圖 3 為模糊 PID 控制的室溫階躍響應圖

圖 4 為當條件發生某些改變后，模糊 PID 控制的室溫階躍響應

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?|?仿真結果分析

從上面的仿真結果可知，當設定被控房間空調溫度 24℃時，模糊 PID 控制系統與常規的 PID 控制系統相比，有更快的動態響應和更小的超調量。從圖 4 可知，當某些條件發生改變時，被控空調房間的結構參數也會發生相應的改變。例如，當空調房間送風溫度發生改變或室外的環境溫度發生改變后，若用常規 PID 控制器就會發生震蕩現象，其控制效果無法達到預期效果。而若用模糊 PID 控制系統，控制效果則明顯平穩較好。其次，就節能而言，模糊 PID 控制與常規 PID 控制相比，其動態響應更快、超調量更小、魯棒性更強；空調送風量的值更與空調房間實際負荷大小所需的送風量接近，可以更加體現出該空調系統的節能和舒適的優點。

綜上所述，在變風量空調控制系統中，用模糊PID 控制方法要優于目前該空調系統中普遍使用的常規 PID 控制法，該研究結果希望能為廣大空調研究人員在變風量空調控制系統問題上的研究提供一定的幫助。?

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總結

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