空调温度控制系统
空调系统的控制原理
空调系统的控制原理
空调系统的控制原理涉及到空调系统的传感器、控制器和执行器之间的相互作用。以下是一般的空调系统控制原理:
1. 传感器感知环境参数:空调系统中的传感器可以感知环境的温度、湿度等参数。
2. 控制器接收传感器反馈:控制器会接收传感器反馈的环境参数数据,比如温度是否过高或过低。
3. 控制器判断环境状态:控制器根据传感器反馈的数据和预设的设定值,判断当前环境状态是否需要调节。
4. 控制器发出控制信号:如果控制器判断需要进行空调调节,它将发出相应的控制信号。
5. 执行器调节空调状态:执行器根据接收到的控制信号,控制空调系统调节温度、湿度等,使环境达到预设的设定值。
6. 传感器再次感知环境参数:空调系统中的传感器会再次感知环境的参数,如温度、湿度等。
7. 控制器再次判断环境状态:控制器会再次根据传感器反馈的数据和预设的设定值,判断当前环境状态是否需要调节。
以上步骤循环往复,保持环境参数在设定值范围内控制。
空调温控工作原理
空调温控工作原理
空调温控工作原理是通过调节空调系统中的制冷剂的压力和流量来控制室内的温度。具体原理如下:
1. 制冷循环:空调系统通过循环使用制冷剂实现室内空气的冷却。制冷剂在室内蒸发器内吸收室内空气的热量,使室内空气温度降低,同时自身变为气体状态。然后,制冷剂被压缩机压缩,升高压力和温度,进入冷凝器。
2. 冷凝过程:制冷剂在冷凝器中释放热量,使得其冷却并变回液态。冷凝器与室外环境接触,通过散热器将热量传递给外部空气,使制冷剂的温度降低。
3. 温控原理:空调温控的关键是通过控制制冷剂压力和流量,从而调节室内空气的温度。这可以通过控制压缩机的工作状态来实现。当室内温度高于设定温度时,温控系统会向压缩机发送信号,启动压缩机工作,增加制冷剂的流量和压力,使得室内空气被冷却。一旦室内温度达到设定温度,温控系统会停止向压缩机发送信号,使其停止工作,断开制冷剂的流量,从而停止冷却室内空气。
通过不断地反馈和调节制冷剂的压力和流量,空调系统可以实现室内空气的恒温控制,保持舒适的室内温度。
课程设计报告空调温度控制系统设计Word
课程设计
课程设计名称:空调温度控制系统设计
专业班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
课程设计地点:
课程设计时间: 2008.12.29-01.04
计算机控制技术课程设计任务书
摘要
近几年,随着人民生活水平的逐步提高,居住条件也越来越宽敞;另一方面,环境保护运动的蓬勃发展,也要求进一步提高制冷和空调系统的利用率。此外,人们对舒适的生活品质与环境愈来愈重视,要求也愈来愈高,不仅对室内温、湿度提出了较高的要求,也希望室内环境趋于自然环境。
综观空调器的发展过程,有三个主要的发展阶段:(1)从异步电机的定频控制发展到变频控制。(2)从异步电机变频控制发展到无刷直流电机的变频控制。
(3)控制方法从简单的开关控制向智能控制转变。随着对变频空调器研究的日渐深入,控制目标逐渐从单一的室温控制向温湿度控制、舒适度控制转移;控制方法从简单的开关控制向PID控制、神经网络控制、专家系统控制等智能控制方向发展。由于神经网络控制和专家系统控制实现难度较大而且效果不一定很理想,因此本设计采用PID控制算法。
本设计从硬件和软件两方面完成了空调的温度控制系统,主要是以PIC系列单片机为核心的控制系统设计,采用PID控制算法,即通过A/D转换器将温度传感器采集来的温度数据送入单片机,单片机将采集的数据与设定温度相比较决定压缩机的工作状态,单片机通过对制冷压缩机的控制,调节压缩机的转速,实现了空调的制冷。
空调的硬件电路只是起到支持作用,因为作为自动化控制的大部分功能,只能采取软件程序来实现,而且软件程序的优点是显而易见的。它既经济又灵活方便,而且易于模块化和标准化。同时,软件程序所占用的空间和时间相对来说比硬件电路的开销要小得多。同时,与硬件不同,软件有不致磨损、复制容易、易于更新或改造等特点,但由于它所要处理的问题往往远较硬件复杂,因而软件的设计、开发、调试及维护往往要花费巨大的经历及时间。对比软件和硬件的优缺点,本设计采用软硬件结合的办法设计。
空调系统恒温控制器工作原理
空调系统恒温控制器工作原理空调系统恒温控制器是一个重要的设备,用于控制室内温度,使其保持在一个设定的恒温范围内。本文将介绍空调系统恒温控制器的工作原理以及它在空调系统中的作用。
一、恒温控制器的工作原理
恒温控制器是通过感测室内温度并与设定的目标温度进行比较,然后采取相应措施来调节空调系统的运行,以维持室内温度在恒定的范围内。
恒温控制器主要由三个部分组成:温度传感器、控制电路和执行机构。
1. 温度传感器
温度传感器是恒温控制器的重要组成部分,它用于感知室内的实际温度。目前常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。温度传感器将感测到的温度信号转换为电信号,传输给控制电路。
2. 控制电路
控制电路是恒温控制器的核心部分,它接收温度传感器传过来的电信号,并将其与设定的目标温度进行比较。当室内温度高于或低于设定温度时,控制电路就会发出相应的信号,进而控制执行机构工作。
3. 执行机构
执行机构根据控制电路的信号来控制空调系统的运行。当室内温度
高于设定温度时,执行机构会启动制冷模式,使空调系统工作,把室
内温度降低到设定范围。反之,当室内温度低于设定温度时,执行机
构会启动加热模式,使空调系统加热,将室内温度提高到设定范围。
二、空调系统恒温控制器的作用
空调系统恒温控制器在空调系统中起到了至关重要的作用。
1. 提高舒适度
恒温控制器可以帮助用户在室内保持一个恒定的舒适温度。用户可
以通过设置恒温控制器来调整室内温度,并确保室内温度始终保持在
一个舒适的范围内。这在夏季提供了凉爽的室内环境,在冬季则提供
了温暖的室内氛围。
2. 节能节电
空调温度控制系统
干扰量至被调量的信号联系称为干扰通道 。调节量至被调量的信号联系称为调
节通道。
如果式中是 f 个常量,即 f f 0 ,则有
T1
da dt
a
K1 (c
f
0)
(2-4)
如果式中c 是个常量,即c c0 ,则有
T1
da dt
a K1(c0 f )
(2-5)
此时式成为只有被调节量和干扰量两个的微分方程式.此式也称为恒温室干扰通
P—调节起来的气压信号(公斤 / 厘米2 ); —流量系数; k —执行器的弹簧的弹簧系数; 在实际应用中,一般都将气动调节阀作为一阶惯性环节来处理,其时间常数 为数秒之数十秒之间,而对象时间常数较大时,可以把气动调节发作为放大环节
来处理、则简化的调节系统的微分方程如下:
W FP k
(2-25)
—敏感元件的时间常数(小时),其中
R2
1 F
为敏感元件的
热阻力系数(小时 C / 千卡 )。
其时间常数与对象的时间常数相比较 ,一般都较小。当敏感元件的时间常 数小到可以忽略时,式就变成
z K2a
(2-18)
2.变送器的特性及微分方程
采用电动单元组合仪表时,一般需要将被测的信号转换成统一 0—10 毫安的
(3)电动调节阀: 比例系数 K3=
(4)温度测量环节: 按比例环节处理,比例系数 K2=
空调温度控制系统
关于空调温度控制系统的研讨
摘要本文介绍了空调机温度控制系统。本温度控制系统采用的是AT80C51单片机采集数据,处理数据来实现对温度的控制。主要过程如下:利用温度传感器收集的信号,将电信号通过A/D转换器转换成数字信号,传送给单片机进行数据处理,并向压缩机输出控制信号,来决定空调是出于制冷或是制热功能。当安装有LED实时显示被控制温度及设定温度,使系统应用更加地方便,也更加的直观。
关键字 AT80C51单片机 A/D转换器温度传感器
随着人们生活水平的日益提高,空调已成为现代家庭不可或缺的家用电器设备,人们也对空调的舒适性和空气品质的要求提出了更高的要求。现代的只能空调,不仅利用了数字电路技术与模拟电路技术,而且采用了单片机技术,实现了软硬件的结合,既完善了空调的功能,又简化了空调的控制与操作;不仅满足了不同用户对环境温度的不同要求,而且能全智能调节室内的温度。为此,文中以单片机AT80C51为核心,利用LM35温度传感器、ADC0804转换器和数码管等,对温度控制系统进行了设计。
一、总体设计方案
空调温度控制系统,只要完成对温度的采集、显示以及设定等工作,从而实现对空调控制。传统的情况时采用滑动电阻器电阻充当测温器件的方案,虽然其中段测量线性度好,精度较高,但是测量电路的设计难度高,且测量电路系统庞大,难于调试,而且成本相对较高。鉴于上述原因,我们采用了ADC0804将输入的模拟信号充当测温器件。外部温度信号经ADC0804将输入的模拟信号转换成8位的数字信号,通过并口传送到单片机(AT80C51)。单片机系统将接收的数字信号译码处理,通过数码管将温度显示出来,同时单片机系统还将完成按键温度设定、一段温度内空调没法使用等程序的处理,将处理温度信号与设定温度值比较形成可控制空调制冷、制热、停止工作三种工作状态,从而实现空调的智能化。原理图如下图所示:
空调温控器的工作原理
空调温控器的工作原理
空调温控器通过感知室内温度,并与预设的目标温度进行比较,控制空调系统的运行以达到调节室内温度的目的。其工作原理如下:
1. 温度感知:温控器内部搭载了一个温度传感器,它能够感知到室内的温度。传感器可能是基于热电耦或电子温度传感器等技术实现的。
2. 目标温度设定:用户可以通过温控器上的按键或遥控器来设置目标温度。温控器会将用户设定的目标温度保存在内存中。
3. 温度比较:温控器将当前室内温度与目标温度进行比较。如果当前温度高于目标温度,温控器认为需要降低室内温度,反之,则认为需要提高室内温度。
4. 控制信号输出:根据温度比较结果,温控器会输出一个控制信号,控制空调系统的运行。如果需要降低室内温度,温控器会发送指令给空调系统,启动制冷运行。如果需要提高室内温度,温控器会发送指令给空调系统,启动制热运行。
5. 反馈调节:温控器实时监测室内温度,并不断与目标温度进行比较和调整。一旦目标温度达到,温控器会发送停止信号给空调系统,停止制冷或制热运行。
需要注意的是,温控器的具体工作原理可能因不同品牌和型号而有所差异,但上述原理是常见的空调温控器工作流程。
空调温度控制器使用说明
空调温度控制器使用说明
一、功能介绍
1.温度设定:可通过控制器上的温度调节按钮,设置室内所需的温度值。
2.开关控制:控制器上有一个开关按钮,用于打开和关闭空调。
3.显示屏幕:控制器上配有一个显示屏幕,用于显示当前设置的温度
和空调的工作状态。
二、使用步骤
1.开机:将空调温度控制器插入电源插座,按下开关按钮,显示屏幕
上将出现相关信息并开始工作。
2.设定温度:按照实际需求,通过温度调节按钮,调整显示屏幕上的
温度值,使其与所需温度相符。
3.开启空调:确认温度设定正确后,按下开关按钮,空调将开始工作,并根据设定的温度进行冷暖调节。
4.调整温度:若需调整室内温度,可再次按下温度调节按钮,逐渐增
加或减小设定的温度值,直至满足需求。
5.关闭空调:当室内温度达到设定值或不再需要空调时,再次按下开
关按钮,空调将停止工作。
三、注意事项
1.温度设定:在设定温度时,应根据实际需求来合理设定,避免过度
制冷或过度加热。
2.空调运行时间:空调的连续运行时间一般不宜过长,建议适当间隔时间,以免造成能源浪费或设备过热。
3.清洁和维护:定期清洁空调和控制器,防止灰尘堵塞和故障发生。在清洁时,请先关闭空调和拔掉电源,并使用软布轻轻擦拭表面,不要使用任何腐蚀性物质。
4.使用环境:空调温度控制器适用于室内使用,请避免长时间暴露在潮湿、高温或直接阳光下。
四、常见问题解答
1.控制器显示屏幕没有显示任何信息?
-检查是否已插入电源,并确认电源是否正常工作。
-检查电源线是否已经连接到控制器。
2.设定的温度和实际室内温度有差异?
-确认空调是否正常工作。
智能空调控制系统设计说明
智能空调控制系统设计说明
一、引言
智能空调控制系统是一种利用现代化技术对空调系统进行自动化控制
的系统。该系统通过搜集、分析和处理来自环境的多种数据,并根据用户
需求和环境条件来控制空调设备的运行,以达到提高舒适性和节能的目的。本文将详细介绍智能空调控制系统的设计。
二、系统设计
1.系统架构
感知层负责采集环境数据,包括室内温度、湿度、人体活动等;
控制层根据数据分析结果进行设备的控制;
应用层用于用户与系统的交互;
管理层负责对系统进行监管和管理。
2.硬件设备
智能空调控制系统的硬件设备包括传感器、执行器和控制器。传感器
负责感知环境数据,可以使用温湿度传感器、红外传感器等。执行器用于
控制空调设备的启停、温度调节等功能。控制器是系统的核心,负责接收
传感器采集的数据,进行数据分析和处理,并发送指令给执行器。
3.软件设计
智能空调控制系统的软件设计主要包括数据处理、控制算法和用户界
面设计三个方面。数据处理模块负责接收传感器数据,对数据进行处理和
分析,如计算温度差、人体活动检测等。控制算法模块根据数据分析结果,
确定空调设备的启停和温度调节策略。用户界面设计模块提供用户操作界面,实现用户对系统的监控和控制。
三、系统功能
1.温度控制
系统根据用户设定的温度要求和环境实际情况,自动调节空调设备的工作模式、风速和温度等参数,实现室温控制。
2.舒适性优化
系统可以根据传感器感知到的室内温度、湿度等数据,通过空调设备的调节实现舒适性的优化。例如,在冬季,如果室内温度过低,系统会自动调高温度,提高室内舒适度。
3.能源管理
系统可以通过数据分析,提供能源管理功能。它可以监测室内外温度差异、节能设备的使用情况等,根据实际情况调整空调设备的工作模式和温度参数,以达到最佳的能源利用效果,降低能源消耗。
空调系统的智能控制与自适应调节
智能控制系统的组成
传感器:监测 空气状态,如 温度、湿度等
控制器:根据 传感器采集的 数据,控制空 调系统的运行
执行器:根据 控制器的指令, 调节空气处理
设备的参数
热交换器:实 现空气与冷热 媒之间的热交 换,达到调节 空气温度的目
的
Baidu Nhomakorabea
智能控制的优势
节能:根据室内外温度自动调节制冷或制热功率,避免能源浪费 舒适:通过智能传感器检测室内温度和湿度,自动调节空调的运行状态,提供更舒适的室内环境 高效:智能控制系统能够优化空调的运行效率,提高设备的能源利用效率 安全:具备自动检测和报警功能,能够及时发现并处理故障,确保空调系统的安全稳定运行
自适应调节技术
自适应调节技术简介
定义:自适应调节技术是一种能够自动调节空调系统运行状态以适应外部环境变化的技术。
目的:提高空调系统的能效和舒适度。
工作原理:通过传感器监测外部环境参数,如温度、湿度、空气质量等,并将这些参数反馈到控制系统,控 制系统根据预设的算法和规则自动调整空调系统的运行参数,如制冷量、风量、温度等。 应用:广泛应用于家庭、办公室、商场等场所的空调系统中,能够显著提高能源利用效率、降低能源消耗、 减少环境污染。
空调系统的智能控制与 自适应调节
汇报人:资料超市
目录
空调系统的智能控制
01
空调自控系统
空调自控系统
1. 简介
空调自控系统是现代建筑中广泛使用的设备,用于调节和控制室内温度、湿度和空气质量,以提供舒适的居住和办公环境。该系统由多个组件组成,包括传感器、控制器、执行器和用户界面等。
2. 工作原理
空调自控系统的工作原理是通过传感器不断感知室内环境参数,如温度、湿度和二氧化碳浓度等。这些传感器将采集到的数据发送给控制器,控制器根据预设的温度、湿度和空气质量要求,计算出相应的控制策略,并将该策略发送给执行器。
执行器根据控制策略的指令,控制空调设备的开关、风扇的转速、阀门的开闭等,以调节室内环境参数,使其达到预设要求。同时,系统还可以提供用户界面,方便使用者监控和调节室内环境。
3. 组件介绍
3.1 传感器
传感器是空调自控系统中重要的组件之一,用于感知室内环境参数。常用的传感器包括温度传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器等。这些传感器通过模拟或数字输出的方式将感知到的数据传输给控制器。
3.2 控制器
控制器是空调自控系统的核心部分,负责接收传感器传输的数据,并根据预设的参数进行计算和控制策略的制定。控制器可以根据需要进行开关控制、调节风速和温度等操作,以实现室内环境的调节。
3.3 执行器
执行器是由控制器控制的设备,用于根据控制策略进行相应的操作。例如,执行器可以控制空调设备的开关、风扇的转速、阀门的开闭等,以调节室内温度和湿度。
3.4 用户界面
用户界面是供使用者与空调自控系统进行交互的界面。通常,用户界面提供了温度、湿度和空气质量的显示,以及设置和调节相关参数的功能。用户界面可以是物理按钮和显示屏,也可以是手机应用程序等。
智能空调控制原理
智能空调控制原理
智能空调控制的原理是通过合理的调节空调的工作模式、温度、风速、湿度等参数,以实现自动化的温度控制。
首先,智能空调控制系统利用传感器来感知室内外环境的温度、湿度等指标。常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。
接下来,系统通过将传感器获取的数据与预设的目标温度做比较,确定是否需要运行空调,并决定合适的工作模式。常见的工作模式有制冷模式、制热模式、通风模式和智能模式等。其中,智能模式会根据环境和用户需求动态调整空调参数,实现最佳的节能效果。
一旦确定空调需要工作,系统会根据目标温度和当前温度之间的差异,调节空调的运行状态,主要包括温度设定、风速调节以及风向控制等。通过控制冷却剂的压缩机、风扇和温控阀等设备,系统能够实现精确的温度控制。
此外,智能空调控制系统还可以根据用户的习惯和需求进行学习和优化。例如,可以学习用户常用的温度设定和运行模式,根据不同时间段的用电需求,自动调整空调的运行策略,以达到节能和舒适度的最佳平衡。
总的来说,智能空调控制的原理是通过传感器感知环境参数,与预设的目标进行比较,调整空调的运行模式、温度、风速等参数,以实现智能化、舒适化和节能化的空调控制。
暖通空调系统温度控制规范要求
暖通空调系统温度控制规范要求对于暖通空调系统温度控制规范的要求,我们需要考虑多个方面,
包括温度控制的目标、设定温度范围、传感器的位置和精度、调节方式、温度控制的稳定性等。本文将逐一介绍这些要求。
一、控制目标
暖通空调系统的温度控制目标是确保系统内各区域的温度稳定在预
先设定的合适范围内。不同场所和用途要求的温度范围不同,需要根
据实际情况进行设定。
二、设定温度范围
根据使用场所的需求,设定温度范围时应综合考虑室内外温差、舒
适度要求和节能要求。室内空调系统的操作界面应提供方便操作的温
度设定功能,用户可以根据需求进行调整。
三、传感器的位置和精度
为保证温度控制的准确性,传感器的位置选择非常重要。传感器应
安装在能够准确反映区域温度的位置,避免阳光直射、风口附近或其
他干扰源。传感器的精度应符合国家标准,能够准确感知温度的变化。
四、调节方式
温度控制系统可采用以空调主机为中心的单一控制方式或区域独立
控制方式。单一控制方式适用于温度需求相对均匀的场所,而区域独
立控制方式适用于对温度要求有差异的区域,如办公室、会议室等。
控制方式应根据实际情况和需求进行选择。
五、温度控制的稳定性
为保证温度控制的稳定性,系统应具备自动调节、自动控制的功能。当温度达到设定范围上限或下限时,空调系统应根据需求自动调节风
速和制冷或制热量,保持室内温度稳定。
六、其他要求
除了以上要求,暖通空调系统温度控制规范还应考虑以下因素:系
统的节能性能、系统的运行噪音、维护保养等。节能性能可以通过合
理的温度控制策略来实现,运行噪音应满足国家标准,维护保养包括
空调温度控制原理
空调温度控制原理
空调温度控制原理是指通过调节空调系统的运行参数,使室内温度保持在设定的目标温度范围内。主要包括以下几个方面:
1. 温度传感器:在室内安装温度传感器,用于感知当前室内实际温度。传感器将温度信号转化为电信号,传输给控制系统。
2. 控制系统:空调的控制系统接收温度传感器的信号,并根据设定的目标温度进行比较和计算。根据计算结果,控制系统会调整空调系统的工作状态以达到目标温度。
3. 风量控制:控制系统会根据室内实际温度与目标温度之间的差值,调节空调的风量。当室内温度低于目标温度时,控制系统会减小送风量;当室内温度高于目标温度时,控制系统会增大送风量。
4. 制冷或制热控制:根据实际温度与目标温度之间的差值,控制系统判断是否需要启动制冷或制热功能。当室内温度高于目标温度时,控制系统启动制冷功能;当室内温度低于目标温度时,控制系统启动制热功能。
5. 温度调节精度:空调系统的控制系统可以实现不同的温度调节精度。一般而言,温度调节精度越高,室内温度与目标温度之间的差值越小。
通过以上原理,空调系统可以根据设定的目标温度,自动调节送风温度和风量,以及启动制冷或制热功能,从而实现对室内
温度的精确控制。这种温度控制原理可以提供舒适的室内环境,同时也可以节约能源。
智能空调控制系统的优势与特点
智能空调控制系统的优势与特点随着科技的不断进步和人们对生活品质要求的提高,智能家居
越来越受到人们的关注和喜爱。作为智能家居的重要组成部分之一,智能空调控制系统具有许多独特的优势和特点。本文将介绍
智能空调控制系统的优势与特点,帮助读者更好地了解和选择智
能空调控制系统。
1. 自动调节温度
智能空调控制系统能够根据用户设定的温度自动调节室内温度,使室内环境始终保持舒适。系统内置的温度传感器能够实时检测
室内温度的变化,并根据用户的需求进行相应的调节。无论是寒
冷的冬天还是炎热的夏天,智能空调控制系统都能精准地维持室
内温度在用户设定的舒适范围内,为用户打造一个宜居的环境。
2. 节能环保
智能空调控制系统采用先进的能源管理技术,可以有效地控制
空调的运行,降低能耗,实现节能环保。系统可以根据室内外环
境的温度、光线强弱等因素进行智能调节,避免过度制冷或制热。
此外,系统还能够通过用户的习惯和行为模式学习,预测室内温
度的变化趋势,提前进行调节,避免能源的浪费。通过智能空调
控制系统的应用,用户不仅可以降低能耗和节约开支,还能积极
参与到节能环保的行动中。
3. 远程控制与智能联动
智能空调控制系统支持远程控制功能,用户可以通过手机、平
板电脑等终端设备,随时随地对空调进行控制。无论是在办公室
还是外出旅行,只要有网络连接,用户就能够方便地调节室内温度。此外,智能空调控制系统还支持与其他智能家居设备的联动,比如与智能窗帘、智能灯光等设备进行联动控制。例如,当用户
开启智能空调控制系统时,智能窗帘会自动关闭,智能灯光会自
动调暗,营造出一个舒适的休息环境。
空调温度控制系统
目录
第1章绪论
1.1课题的背景及其意义
1。2课题研究的内容及要求
1.3课题的研究方案
第2章设计理论基础
2.1单片机的发展概况
2.2 AT89C51系列单片机介绍7
2。2。1 AT89C51系列基本组成及特性2。2。2 AT89C51系列引脚功能
2。2.3 AT89C51系列单片机的功能单元2.3 ADC0804LCN模数转换器
2.4运算放大器
2.5移位寄存器
2.6数码显示管
2.7数字温度计
第3章硬件电路设计
3.1单片机控制单元
3.2温度采样部分
3.3显示部分
第4章软件设计
第5章系统调试
5.1硬件调试
5.2软件调试
第6章总结与展望
目录
一、绪论.。...。.。..。。..。.。。。..。..。..。..。.。...。.。....。.。。。.。.。..。.。..。。。。.....。。.。。...。.。..。...。。。。.。.。。。。..。。。。。..。..。.。...3(一)课题的研究目的及意义。...。。.。.。......。。。.....。。。。。.。.。。。..。。。。......。。..。.....。。。...。。。。。。...。.。。.。..。.3 1.课题的研究目的...。..。..。..。。..。.。...。。.。.。.。.。.。..。。..。..。。。..。。。..。。。。.。。。。。。.。.。。..。........。.。...。...。。.。3
2。本课题的研究意义..。..。.。。。。.。。.。。..。。。。.。。....。。.。。。。。.。.。.。....。。。.。...。.。.。。..。。。。。....。.。。。.。。。。。.。..。。4
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目录
第一章过程控制课程设计任务书 (2)
一、设计题目 (2)
二、工艺流程描述 (2)
三、主要参数 (2)
四、设计内容及要求 (3)
第二章空调温度控制系统的数学建模 (4)
一、恒温室的微分方程 (4)
二、热水加热器的微分方程 (6)
三、敏感元件及变送器微分方程 (7)
四、敏感元件及变送器微分特性 (8)
五、执行器特性 (8)
第三章空调温度控制系统设计 (9)
一、工艺流程描述 (9)
二、控制方案确定 (10)
三、恒温室串级控制系统工作过程 (13)
四、元器件选择 (13)
第四章单回路系统的MATLAB仿真 (17)
第五章设计小结 (19)
第一章过程控制课程设计任务书
一、设计题目:空调温度控制系统的建模与仿真
二、工艺过程描述
设计背景为一个集中式空调系统的冬季温度控制环节,简化系统图如附图所示。
系统由空调房间、送风道、送风机、加热设备及调节阀门等组成。为了节约能量,利用一部分室内循环风与室外新风混合,二者的比例由空调工艺决定,并假定在整个冬季保持不变。用两个蒸汽盘管加热器1SR、2SR对混合后的空气进行加热,加热后的空气通过送风机送入空调房间内。本设计中假设送风量保持不变。
设计主要任务是根据所选定的控制方案,建立起控制系统的数学模型,然后用MATLAB对控制系统进行仿真,通过对仿真结果的分析、比较,总结不同的控制方式和不同的调节规律对室温控制的影响。
三、主要参数
(1)恒温室:
不考虑纯滞后时:
容量系数C1=1(千卡/ O C)
送风量G = 20(㎏/小时)
空气比热c1= 0.24(千卡/㎏·O C)
围护结构热阻r= 0.14(小时·O C/千卡)
(2)热水加热器ⅠSR、ⅡSR:
作为单容对象处理,不考虑容量滞后。
时间常数T4=2.5 (分)
放大倍数K4=15 (O C·小时/㎏)
(3)电动调节阀:
比例系数K3= 1.35
(4)温度测量环节:
按比例环节处理,比例系数K2=0.8
(5)调节器:
根据控制系统方案,可采用PI或PID调节规律。调节器参数按照过程控制系统工程整定原则,结合仿真确定。
四、设计内容及要求
1.过程建模
用机理分析法分别建立上述各环节的数学模型。
2.系统设计
分别按单回路系统和串级系统方案构成控制系统,画出控制工艺图和系统方块图。
3.调节器参数整定
用MATLAB仿真手段,按过程控制系统调节器参数工程整定方法确定单回路系统控制器参数。
4.仿真分析
对单回路系统,以加热器ⅡSR热水流量变化为主要干扰,在阶跃干扰作用下,通过仿真,分析比较调节器参数变化对系统的影响。
5.串级控制系统仿真(选)
用MATLAB仿真手段,按过程控制系统调节器参数工程整定方法确定串级系统控制器参数,并对干扰进行仿真分析,与单回路系统比较。
6. 设计报告
主要包括:
机理分析建模过程
分析工艺流程,确定控制方案,画出控制流程图、方框图,说明其工作原理。 用MATLAB 仿真实现单回路系统调节器参数整定的过程
单回路系统的MATLAB 仿真
串级系统的MATLAB 仿真(选)
单回路系统与串级系统的MATLAB 仿真比较(选)
设计小结
第二章 空调温度控制系统的数学建模
一、 恒温室的微分方程
为了研究上的方便,把图所示的恒温室看成一个单容对象,在建立数学模型,暂不考虑纯滞后。
1. 微分方程的列写
根据能量守恒定律,单位时间内进入恒温室的能量减去单位时间内由恒温室流出的能量等于恒温室中能量蓄存的变化率。即
,⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦
恒温室内蓄每小时进入室内每小时室内设备照热量的变化率的空气的热量明和人体的散热量 ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-+⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦
每小时从事内排每小时室内向出的空气的热量室外的传热量
上述关系的数学表达式是:
111()()c a b n a d C Gc q Gc dt αθθθθθγ
-=+-+ (2-1) 式中 1C —恒温室的容量系数(包括室内空气的蓄热和设备与维护结构表层的
蓄热)
(千卡/ C ︒ );
a θ—室内空气温度,回风温度(C ︒);
G —送风量(公斤/小时);
1c —空气的比热(千卡/公斤 );
c θ —送风温度(C ︒);
n q —室内散热量(千卡/小时);
b θ—室外空气温度(C ︒);
γ—恒温室围护结构的热阻(小时 C ︒/千卡)。
将式(2—1)整理为:
111111111
n b a c a q d Gc C dt Gc Gc Gc θθθγθγγγ
++=++++
11111n a
q Gc Gc Gc γθγ⎛⎫
+
⎪ ⎪=+ ⎪
+ ⎪⎝⎭
(2-2)
或 11()a
a c f d T K dt θθθθ+=+ (2-3) 式中 111T R C = —恒温室的时间常数(小时)。
1111R Gc γ
=+ —为恒温室的热阻(小时
/千卡)
1
111
Gc K Gc γ=+ —恒温室的放大系数(/C C ︒);