基于类前馈解耦的双模糊控制在电站锅炉燃烧系统的仿真研究

为了进一步提高目前电站锅炉燃烧系统的控制性能,在分析了某亚临界锅炉燃烧系统动态特性与影响因素的基础上,将各回路主控制器采用可以适时调整控制器参数的模糊自适应PID控制器,并且根据前馈补偿解耦原理在各耦合回路间增加类前馈补偿的模糊解耦控制器来实现全新的燃烧系统优化设计;通过MATLAB仿真表明,采用文章提出的双模糊控制策略相比常规的模糊自适应PID控制,响应时间缩短了45.2%,超调量降低了53.6%,调节时间减少了32.7%,鲁棒性增强,控制性能有了很大提升。     

基于期望控制函数频率特征的解耦多变量控制

提出一种简单的解耦多变量系统比例积分微分(PID)控制器设计方法;首先,将多变量过程前馈解耦为多个独立单回路系统,利用解耦器对角环节保证解耦器的稳定性和可物理实现性;其次,针对每个已解耦单回路系统,提出同时考虑设定值跟踪、扰动抑制和鲁棒稳定性要求的期望闭环传递函数,由此得到期望控制函数,并基于期望控制函数的频率特征快速获取PID控制参数;最后,示例了解耦多变量控制器的设计过程;仿真结果表明该解耦PID设计法对一般多变量时滞过程的控制是有效的。     

双级热管转轮除湿空调系统性能研究

转轮除湿空调系统是将转轮除湿机与常用冷却方式相结合实现空调制冷的新型空调系统。为降低转轮除湿空调系统的再生能耗以及提高系统的冷却能力,本文提出双级热管转轮除湿空调系统,系统利用重力热管的冷凝段实现转轮除湿机的再生,蒸发段实现处理空气的冷却。建立了双级热管除湿转轮空调系统传热传湿模型,模拟分析了系统在不同工况下系统的降温除湿特性。研究表明,处理空气进口温度越高,系统的冷却能力越强但系统的除湿能力降低;处理空气湿度越高,系统的除湿能力越强,但系统的冷却能力降低;再生温度越高,系统除湿能力越强,系统热力性能系数越低,但冷却能力降低。综合降温除湿能力及节能要求,双级热管转轮除湿空调系统的再生温度不宜过高,推荐≤80℃。     

热泵再生型转轮除湿空调系统研究

针对常规转轮除湿空调系统再生能耗高、再生排风热损失大的问题,提出了热泵再生型转轮除湿空调系统,该系统能同时回收转轮除湿侧的吸附热及再生侧的排风热。研究热泵再生型转轮除湿空调系统的热力过程,进而建立该系统的■能耗模型。分析室外气象参数对系统性能的影响,随着室外空气温度的升高,系统的■损耗减少,■效率提高;随着室外空气含湿量的提高,系统的■损耗先减少后增加;当室外干球温度低于34.0℃,含湿量低于20.3 g/kg(相对湿度为59.8%)时,系统的送风参数能满足室内舒适性要求。结果表明热泵再生型转轮除湿空调系统较适用高温中湿的室外环境。     

CO_2跨临界循环耦合绝热吸收型两级溶液除湿系统性能分析

本文提出了CO_2跨临界循环耦合绝热吸收型两级溶液除湿系统,直接使用跨临界循环压缩机高温排气再生LiCl溶液,充分利用了跨临界循环排气温度高和温度滑移大的特点。本文使用LiCl溶液作为除湿剂,建立了复合系统的热力学模型,分析得到可用排热的温度滑移范围为120～50℃。耦合系统能够实现温湿度独立控制,跨临界循环的蒸发温度得到明显提高。一级除湿器除湿量占比与湿空气入口含湿量呈单调递增关系。一级除湿器进口LiCl溶液温度降低、浓度增大,能够提高溶液除湿循环的性能系数。耦合系统的可用排热与蒸发温度密切相关,存在一个临界蒸发温度使得可用排热满足系统再生需求。对比CO_2跨临界循环冷却除湿,在相同除湿量下,使用本文耦合系统进行除湿,跨临界循环的COP提高5.6%,压缩功减少29%。     

干燥剂除湿复合空调热力学特性研究

干燥剂除湿复合空调系统与传统的压缩式制冷空调相比,不仅降低了高品位能源消耗,而且可以实现温湿度单独控制,是一项非常有潜力的制冷技术。传统空调系统蒸发器同时承担显热负荷和潜热负荷,而复合空调系统的蒸发器只承担显热负荷。本文主要研究了潜热、显热分级处理对干燥剂除湿复合空调系统热力学特性的影响。     

微型飞行器的自抗扰控制器设计

微型飞行器具有高度的非线性特性,且气动参数具有不确定性,难以建立精确的数学模型;为实现其姿态、速度、以及高度的精确鲁棒控制,基于自抗扰控制方法设计了微型飞行器速度回路和高度回路的控制器。首先建立了微型飞行器的非线性模型,然后利用扩张状态观测器对飞行器状态和气动不确定性因素进行了估计,并通过非线性反馈对模型不确定性部分和状态耦合进行补偿,实现了纵向通道的解耦控制。通过仿真对所设计的控制器进行性能验证,结果表明自抗扰控制器能够实现对微型飞行器的快速稳定控制,且不依赖于精确的飞行器数学模型,具有良好的鲁棒性。     

锂电池厂房低露点转轮除湿空调系统研究

针对锂电池厂房传统除湿空调系统能耗大和再生热湿排风能源浪费,提出了热湿回收二次回风除湿空调系统。以某典型低露点卷绕车间为例,对热湿回收二次回风除湿空调系统和传统除湿空调系统的热力学性能进行对比研究。结果表明：与传统除湿空调系统相比,热湿回收二次回风除湿空调系统的再生电加热量降低了26.4%,系统热力性能系数TCOP增加了120.1%,■效率提高了4.3%,并回收冷凝水量16.6 g/s,系统具有良好的节能效果。     

低温冷冻系统神经元PID变容量控制试验研究

为进一步提高低温冷冻系统运行稳定性及能效比,采用神经元PID解耦方法联合控制压缩机及电子膨胀阀以实现系统高精度变容量控制,解决压缩机频率和过热度耦合性问题.通过对低温冷冻系统传统双位调节控制、PID控制及神经元PID控制进行对比试验研究及分析,其试验结果显示:采用神经元PID解耦控制算法的-18℃冷冻库降温时间相比传统...     

单转轮两级太阳能除湿空调运行特性研究

本文构建实施了一种适用于高温高湿气候的单转轮两级太阳能除湿空调系统。该系统主要由一台5kW单转轮两级除湿空调机组和15m~2真空管空气集热器组成。通过实验测试对其运行特性进行了研究。结果表明,单转轮两级太阳能除湿空调不仅可以有效地实现温湿度处理,提供舒适的空调送风,而且具有良好的热力和电力性能。测试时间内系统制冷量在2.67～4.24kW之间,相应平均除湿量为8.36g·kg~(-1),平均热力COP接近1.0,考虑输配用电的平均电力COP达4.65。此外,该系统可将50%左右的太阳辐射能量转变为空调能力输出。     

基于冷量阈值的整流罩空调控制策略研究

针对某航天发射场整流罩空调机组经常出现送风温湿度波动和前级蒸发器结霜问题,进行问题机理分析,结合新风与表冷后目标露点的焓值差提出了一种基于冷量阈值的压缩机PID控制方法。该方法首先根据新风和目标露点的焓值差计算出处理空气所需的实际冷量,然后将该冷量作为压缩机PID控制输出的上限值。冷量阈值的使用一方面使PID控制一直保持欠调节状态,避免了压缩机投入比的上下跳变而导致送风温湿度波动的问题;另一方面有效解决了压缩机投入冷量过多而导致的蒸发器结霜问题。实践证明,优化后的空调机组运行稳定可靠,温湿度控制精度得到有效提升,分别达到了±0.5℃和±3%,满足航天器产品保障需求。     

中型直膨式太阳能PVT热泵系统性能实验研究

对一种中型直膨式太阳能PVT(光伏/光热)热泵热电联产系统进行了实验研究。通过对PV(光伏)组件与直膨式集热/蒸发器的合理耦合构建PVT热泵系统,直膨式背板可吸收太阳能电池废热,降低太阳能电池温度,有效提高光伏组件发电效率,同时提高了热泵循环蒸发温度和蒸发压力,改善了热泵系统的运行性能。背板采用新型直膨式集热/蒸发器流道结构,结合PVT组件阵列管路设计,有效提升了冷媒分布均一性和PVT组件工作温度的均匀性。实验结果表明系统在热水模式下的平均COP(Coefficient of Performance)可达6.45,供暖模式的平均COP达4.24。系统所发电量可用于自身压缩机、水泵运行或并入电网,且提供55?C以上的热水,从而实现太阳能PVT热泵系统高效热电联产。     

日光温室土壤-空气换热器周围土壤中热湿迁移规律研究

为研究日光温室土壤-空气换热系统土壤中的热湿耦合迁移规律,建立了水平换热管周围非饱和土壤中热湿耦合传递的数学模型,模拟非饱和土壤蓄热过程中温湿度的动态分布。结果表明,温湿度场的分布密切相关。在土壤中温度梯度作用下,土壤中的湿分沿温度梯度反方向迁移,且依次形成湿峰。各向同性土壤中,距管中心距离相同的各点,同时出现湿峰。管内空气温度越高,湿度峰值越明显。利用土壤-空气换热器对高温空气进行降温,含湿土壤中的传热传质,有利于换热系统获得较低的空气出口温度。     

转轮除湿空调系统能耗分析及节能措施研究

针对常用的转轮除湿空调系统能耗高的问题,通过理论分析,提出了转轮除湿机与预冷器或热回收装置不同组合下的三种节能型转轮除湿空调系统,并建立相应的能耗数学模型。实例能耗分析表明:有预冷的转轮除湿空调系统比无预冷的转轮除湿空调系统总能耗低40.9%~43.8%;有热回收转轮的除湿空调系统比无热回收转轮的除湿空调系统总能耗低16.1%~20.2%;预冷热回收型转轮除湿空调系统能耗最低,比传统冷却除湿空调系统节能12.8%。处理空气先预冷后除湿和增加热回收装置的措施可大大降低转轮除湿空调系统能耗。     

转轮除湿复合式空调系统节能措施研究

通过热力学理论分析常规转轮除湿空调系统,分析影响系统能耗高的主要因素,研究获得节能措施为室内排风回收、再生排风热回收、吸附热回收和预冷处理,并提出相应的节能型转轮除湿空调系统。建立了节能型转轮除湿空调系统的能耗数学模型,在典型实例条件下,计算了系统的能耗,能耗结果表明:与传统转轮除湿空调系统相比,室内排风回收节能17.2%;再生排风显热回收节能31.9%;再生排风全热回收不仅没有节能,反而使系统能耗增加7.7%;吸附热回收节能57.0%;预冷处理节能17.9%;再生排风显热回收与室内排风回收相结合节能43.6%;吸附热回收与室内排风回收相结合的系统能耗最低,节能64.4%;预冷处理与室内排风回收相结合节能32.0%;预冷处理与吸附热回收相结合只能降低系统的再生能耗(约6.7%),总能耗会略有增加(约7.9%)。室内排风回收与预冷处理对降低再生温度有利,研究表明,在典型实例条件下,室内排风回收与预冷处理分别能降低系统再生温度22℃和12℃,两者结合则能将系统再生温度降至66℃。     

小型可移动式液体除湿空调控制系统研制

设计了一套适用于可移动式小型液体除湿空调的自动控制系统,包括液体除湿空调控制子系统、数据采集与监测子系统、安全与报警处理子系统。控制系统使用Climatix控制器替代传统PLC,实现了对实验热源温度、系统送风温度和再生排风温度的精确调节,操作简洁、反应迅速且控制精确,能使液体除湿空调在20分钟内达到稳定,且稳定后的控制参数误差维持在±2%之内。     

基于手机短信的无线温湿度监控系统设计

系统设计利用STC89C52单片机控制,基于GSM通信、手机短信方式,实现了对室内温湿度的远距离监测与控制;监测空间一旦温度或湿度超过阈值,系统会通过GSM模块发送短信到管理员手机显示温度、湿度数据,管理员可通过手机短信远程操控继电器工作,进而启动相关设备升温、降温、加湿、去湿等工作;通过实验测试,系统实现了对室内温度、湿度的远距离监测与控制;系统具有准确度高、体积小、性能稳定、灵活方便等优点,在智能家居、农作物管理、仓储等领域有广泛的应用。     

基于VTOL飞行器的滑模控制器设计

垂直起降（Vertical takeoff and landing,VTOL）飞行器是具有3个自由度、2个控制输入的非线性欠驱动控制系统,为了解决严重耦合的VTOL欠驱动系统的输出跟踪问题,首先将VTOL动力学模型解耦成一个最小相位系统和一个非最小相位系统,然后分别针对这两个解耦子系统设计滑模控制器,并通过Lyapunov理论证明系统的稳定性,最后仿真结果表明所设计的滑模控制器实现了对轨迹的无稳态误差跟踪,具有较好的鲁棒性,能够为此类欠驱动系统的输出跟踪问题提供设计参考。     

内冷型膜式液体除湿系统热力学动态特性研究

本文对内冷型膜式液体除湿系统的动态特性开展研究,通过对除湿器、除湿液箱、再生液箱等关键部件的传热传质过程进行数值建模,从而构建整个系统的热力学动态模型。计算结果表明,在夏季高温高湿环境下内冷型膜除湿系统具有良好的除湿降温性能。系统启动初期,除湿液箱和再生液箱的温度急剧变化,并在大概10分钟后达到稳定,说明系统热响应较快。当系统的除湿和再生过程达到相对平衡后,系统的能效比最大。     

热泵型纯电动汽车空调融霜特性研究

针对热泵型纯电动汽车空调系统在冬季低温高湿环境下运行时,车外换热器易结霜而影响系统性能的问题,设计搭建了带低压补气的热泵型纯电动汽车空调实验台。实验研究了不同车内温度、不同压缩机转速、不同车内风机送风量以及不同补气阀开度对融霜性能的影响,结果显示通过合理有效的控制可以缩短融霜时间在120秒以内,使空调系统的性能得到一定改善。