北京建筑大學(xué)供熱供燃?xì)馔L(fēng)空調(diào)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 黃志勝

北京建筑大學(xué)北京未來城市設(shè)計(jì)高精尖創(chuàng)新中心 高 巖△ 吳 夏

0 引言

空調(diào)機(jī)組是集中空調(diào)系統(tǒng)中最重要的空氣處理單元，其運(yùn)行良好與否會(huì)在很大程度上影響房間的熱舒適性。制定空調(diào)機(jī)組控制策略時(shí)，應(yīng)綜合考慮房間特性及空調(diào)機(jī)組內(nèi)部設(shè)備特性，以保證良好的控制效果。

目前關(guān)于空調(diào)機(jī)組控制的研究重點(diǎn)是建立其與房間的關(guān)系，提出控制策略的改進(jìn)措施。Li等人提出了一種房間溫度預(yù)測方法，有利于提高空調(diào)機(jī)組調(diào)控室溫時(shí)的穩(wěn)定性[1]；Rezeka等人研究了房間特性，使用模糊邏輯系統(tǒng)，使每個(gè)房間溫度得到較好的控制[2]；Yu等人深入研究了變冷水流量時(shí)的優(yōu)化控制策略[3]；凌善旭等人構(gòu)建了空調(diào)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)臺，以系統(tǒng)綜合效率EER為標(biāo)準(zhǔn)尋求最優(yōu)控制參數(shù)[4]。此外，Hamed等人設(shè)計(jì)了一種解耦PID-Fuzzy控制器，可確保針對基于模型參數(shù)不確定性進(jìn)行空調(diào)機(jī)組調(diào)控時(shí)的穩(wěn)定性[5]；常晟等人研究發(fā)現(xiàn)，回風(fēng)溫度控制法在實(shí)際運(yùn)行調(diào)節(jié)中有2個(gè)時(shí)間慣性不匹配的環(huán)節(jié)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)際的閥門振蕩頻繁，送風(fēng)溫度、房間溫度波動(dòng)較大[6]。

以上研究通常是基于空調(diào)機(jī)組內(nèi)部各設(shè)備的理想特性，即技術(shù)手冊上的通用設(shè)備特性?，F(xiàn)場使用的空調(diào)機(jī)組的實(shí)際特性可能會(huì)與理想特性產(chǎn)生偏離，尤其是空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥的實(shí)際特性。在使用階段，這種偏離可能會(huì)對按照理想調(diào)節(jié)閥特性設(shè)定控制參數(shù)并進(jìn)行控制的效果產(chǎn)生影響。為此，本文建立了集中空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組仿真平臺，在實(shí)測獲得空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥實(shí)際的開度-相對流量特性基礎(chǔ)上，模擬仿真調(diào)節(jié)閥實(shí)際特性下的空調(diào)機(jī)組優(yōu)化控制方法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法的合理性。

1 空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥模型

1.1 調(diào)節(jié)閥理想模型

調(diào)節(jié)閥根據(jù)其流量特性不同分為直線型、等百分比型和快開型。調(diào)節(jié)閥流量特性可采用介質(zhì)流過調(diào)節(jié)閥的相對流量與調(diào)節(jié)閥相對開度之間的函數(shù)關(guān)系來定義[7]。本文研究的調(diào)節(jié)閥為現(xiàn)有空調(diào)機(jī)組實(shí)驗(yàn)臺所采用的連續(xù)調(diào)節(jié)閥，其用戶手冊上用于制冷模式的理想工作特性為線性流量特性，即直線型調(diào)節(jié)閥。因此，理想開度-相對流量數(shù)學(xué)模型為

G=α

(1)

式中G為調(diào)節(jié)閥的相對流量，即調(diào)節(jié)閥的流量與調(diào)節(jié)閥全開時(shí)最大流量的比值；α為調(diào)節(jié)閥開度。

1.2 調(diào)節(jié)閥實(shí)際模型

由于調(diào)節(jié)閥在實(shí)際工作時(shí)前后壓差發(fā)生變化，閥權(quán)度降低，造成其流量與開度之間的關(guān)系發(fā)生變化。當(dāng)閥權(quán)度小于0.3時(shí)，線性流量特性調(diào)節(jié)閥的實(shí)際工作特性會(huì)嚴(yán)重偏離理想流量特性，近似快開特性，不宜采用閥門調(diào)節(jié)[8]。因此，在圖1所示的實(shí)驗(yàn)臺中，設(shè)定水泵工頻運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥開度改變管路中的流量，記錄開度對應(yīng)的流量值和閥前后壓差值。經(jīng)3次測量后，剔除空調(diào)機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)有明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，利用其余數(shù)據(jù)，計(jì)算3次測量所得平均值，由此得到最終的調(diào)節(jié)閥開度對應(yīng)的流量值、調(diào)節(jié)閥前后壓差值，并計(jì)算相對流量，所得數(shù)據(jù)見表1。

表1 調(diào)節(jié)閥實(shí)際流量特性測試結(jié)果

由表1可以看出，該調(diào)節(jié)閥的流量變化主要集中在10%～50%開度范圍內(nèi)，近似于快開型調(diào)節(jié)閥。為能體現(xiàn)運(yùn)行過程調(diào)節(jié)閥性能，采用相對流量與相對開度的實(shí)測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)擬合得到的數(shù)學(xué)模型作為實(shí)際流量特性[9]。理想快開流量特性的數(shù)學(xué)模型表達(dá)式為

(2)

式中R為調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比，其定義為調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)范圍內(nèi)最大流量與最小流量之比。

根據(jù)此模型進(jìn)一步擬合得到該調(diào)節(jié)閥的實(shí)際數(shù)學(xué)模型為

(3)

從擬合結(jié)果可知，擬合優(yōu)度R2為0.999，表明擬合結(jié)果良好。由式(3)可以看出，相對流量隨開度呈單調(diào)遞增的趨勢，相對流量在調(diào)節(jié)閥開度為0處取得最小值0，在調(diào)節(jié)閥開度為100%處取得最大值99.9%，因此閥門實(shí)際開度調(diào)節(jié)范圍可定為0～100%。根據(jù)以上調(diào)節(jié)閥的理想模型和實(shí)際模型繪制圖2所示的調(diào)節(jié)閥理想與實(shí)際流量特性曲線。

圖2 調(diào)節(jié)閥理想與實(shí)際流量特性曲線

2 空調(diào)機(jī)組仿真平臺

在MATLAB/Simulink中搭建了空調(diào)機(jī)組仿真平臺。除上述調(diào)節(jié)閥模型外，該仿真平臺還包括混合送風(fēng)模型、表冷器模型、房間模型和調(diào)節(jié)閥控制器模型。

2.1 混合送風(fēng)模型

混合送風(fēng)模型用于計(jì)算新風(fēng)和房間回風(fēng)按一定比例混合后，混合空氣的參數(shù)。假定整個(gè)混合過程符合能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律，混合空氣的溫度和風(fēng)量由以下公式計(jì)算[10]：

G1+G2=Gs

(4)

G1h1+G2h2=Gshs

(5)

G1d1+G2d2=Gsds

(6)

h=1.01t+0.001d(2 501+1.805t)

(7)

式(4)～(7)中G1、G2、Gs分別為新風(fēng)量、回風(fēng)量和送風(fēng)量，m3/h；h1、h2、hs分別為新風(fēng)、回風(fēng)和送風(fēng)的比焓，kJ/kg；d1、d2、ds分別為新風(fēng)、回風(fēng)和送風(fēng)的含濕量，g/kg；h為比焓，kJ/kg；t為空氣溫度，℃；d為含濕量，g/kg。

2.2 表冷器模型

采用TRNSYS16中type32的計(jì)算方法，數(shù)學(xué)模型為

QT=mwcpw(tw,o-tw,i)=ma(ha,i-ha,o)

(8)

式中QT為表冷器的總換熱量，kW；mw為冷水流量，kg/s；cpw為水的比定壓熱容，kJ/(kg·℃)；tw,o、tw,i分別為冷水出口和進(jìn)口溫度，℃；ma為空氣流量，kg/s；ha,i、ha,o分別為空氣進(jìn)口和出口比焓，kJ/kg。

表冷器換熱經(jīng)驗(yàn)公式為

QT=NrAfαBαWΔtL

(9)

(10)

(11)

Δt1=tdp,i-tw,i

(12)

Δt2=tdb,i-tw,i

(13)

式(9)～(13)中Nr為表冷器盤管排數(shù)；Af為表冷器盤管迎風(fēng)面積，m2；αB、αW均為修正系數(shù)；ΔtL為進(jìn)出口冷水的對數(shù)平均溫差；va、vw分別為空氣和水的流速，m/s；tdp,i、tdb,i分別為進(jìn)口空氣的露點(diǎn)溫度和干球溫度，℃；C1～C6、k1～k9為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

2.3 房間模型

房間建模時(shí)，以能量守恒為基礎(chǔ)，采用狀態(tài)空間法求解房間逐時(shí)溫度[11]。

ta=tbz+φhqs

(14)

qs=ρcpaGs(ts-ta)

(15)

(16)

式(14)～(16)中ta、tbz、ts分別為房間溫度、房間自然室溫(由DeST計(jì)算得到)、送風(fēng)溫度，℃；φh為房間熱特性系數(shù)(由DeST計(jì)算得到)，℃/kW；qs為空調(diào)冷量，kW；ρ為空氣密度，kg/m3；cpa為空氣的比定壓熱容，kJ/(kg·℃)。

此外，還應(yīng)以質(zhì)量守恒為基礎(chǔ)，建立求解房間逐時(shí)含濕量的模型[12]：

(17)

(18)

式(17)、(18)中V為房間體積，m3；dr為房間空氣含濕量，g/kg；τ為時(shí)間，s；W為濕負(fù)荷，kg/s；c1為常數(shù)，根據(jù)房間初始狀態(tài)確定。

2.4 調(diào)節(jié)閥控制器模型

在該空調(diào)機(jī)組仿真系統(tǒng)中，使用PI控制器，數(shù)學(xué)模型為

(19)

式中u(t)為輸出控制量；Kp為比例系數(shù)；e(t)為當(dāng)前偏差；Ki為積分系數(shù)。

Kp的數(shù)學(xué)意義是輸出值對偏差值的增益倍數(shù)，Kp值越大，比例調(diào)節(jié)所起的作用越大。Kp值若過大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定而持續(xù)振蕩；過小則會(huì)使系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍，需要花費(fèi)較長的時(shí)間才能使被控量達(dá)到控制點(diǎn)。Ki的數(shù)學(xué)意義是輸入的偏差值引起輸出變化所需的時(shí)間，Ki對控制器性能最主要的影響是從振蕩歸于穩(wěn)定的時(shí)間，表現(xiàn)出過去時(shí)間的誤差累計(jì)對控制信號的影響程度。目前，試驗(yàn)法是工程中最常用的控制參數(shù)整定方法，即依據(jù)控制器設(shè)計(jì)者的工程經(jīng)驗(yàn)，先初定控制參數(shù)的取值，然后通過不斷控制系統(tǒng)中試驗(yàn)參數(shù)，觀察控制器的運(yùn)行狀態(tài)，對參數(shù)進(jìn)行不斷調(diào)整，最終確定其取值[13]。本文采用試驗(yàn)法確定Kp、Ki參數(shù)值。

3 運(yùn)行控制及優(yōu)化

利用所建立的空調(diào)機(jī)組仿真平臺，模擬研究按照調(diào)節(jié)閥理想工作曲線制定的控制參數(shù)對實(shí)際調(diào)節(jié)閥的控制效果，以及空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥相關(guān)的優(yōu)化控制方法。

模擬條件及過程如下：首先，設(shè)定模擬房間為一個(gè)180 m2的辦公室，在DeST軟件中計(jì)算得到該房間夏季某天的逐時(shí)負(fù)荷，如圖3所示，并根據(jù)負(fù)荷最大值24.01 kW確定空調(diào)機(jī)組冷水流量為4 200 kg/h[14]；其次，房間溫度設(shè)定值為26 ℃，并近似認(rèn)為房間溫度等于回風(fēng)溫度，在空調(diào)機(jī)組仿真平臺中采用回風(fēng)溫度控制法調(diào)控房間溫度，即送風(fēng)量保持不變，調(diào)節(jié)閥的PI控制器通過對實(shí)時(shí)房間溫度與回風(fēng)溫度設(shè)定值26 ℃進(jìn)行比較，根據(jù)兩者之間的偏差調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥的開度，使進(jìn)入表冷器的冷水流量發(fā)生改變，進(jìn)而調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度，控制房間溫度穩(wěn)定在設(shè)定值；最后，仿真模擬得到，分別采用調(diào)節(jié)閥理想模型和實(shí)際模型調(diào)控該房間時(shí)，調(diào)節(jié)閥開度、送風(fēng)溫度和房間溫度的變化情況。

圖3 房間負(fù)荷變化

3.1 理想調(diào)節(jié)閥運(yùn)行控制

根據(jù)試驗(yàn)法，調(diào)整Kp、Ki分別為25、0.15，圖4、5分別顯示了此控制參數(shù)下調(diào)節(jié)閥開度、送風(fēng)溫度及房間溫度隨時(shí)間的變化情況，其中4a、5a顯示了08:00—18:00共10 h的總體變化情況，圖4b、5b顯示了房間溫度穩(wěn)定前的一段局部變化情況。從圖4可以看出，調(diào)節(jié)閥開度在此控制參數(shù)下全程無振蕩。從圖5可以看出，房間溫度在08:35后逐漸穩(wěn)定在26 ℃且基本無波動(dòng)，表明系統(tǒng)在此控制參數(shù)下的控制效果良好。此外，由圖3及圖4a可以看出，當(dāng)房間溫度穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)閥開度的變化趨勢與冷負(fù)荷變化趨勢相同。這是由于冷卻水流量隨調(diào)節(jié)閥開度及制冷量隨冷卻水流量都呈現(xiàn)單調(diào)遞增的變化關(guān)系，因此制冷量隨著調(diào)節(jié)閥開度也呈現(xiàn)單調(diào)遞增的變化關(guān)系。當(dāng)冷負(fù)荷變化后，為使房間溫度保持穩(wěn)定，制冷量應(yīng)該與冷負(fù)荷保持相同變化，從而調(diào)節(jié)閥開度變化趨勢也應(yīng)該與冷負(fù)荷相同。

圖4 理想流量特性下調(diào)節(jié)閥開度變化

圖5 理想流量特性下送風(fēng)溫度和房間溫度變化

3.2 實(shí)際調(diào)節(jié)閥運(yùn)行控制

由3.1節(jié)可知，當(dāng)調(diào)節(jié)閥流量特性為理想流量特性時(shí)，設(shè)定Kp和Ki分別為25、0.15能使系統(tǒng)控制效果良好。將調(diào)節(jié)閥流量特性調(diào)整為實(shí)際流量特性，以相同參數(shù)再次進(jìn)行模擬，其控制效果如圖6、7所示。由圖6b可知，在此控制參數(shù)下，在08:29—08:33之間調(diào)節(jié)閥開度劇烈振蕩，其波動(dòng)范圍為10%～35%。由圖7可知，在08:29—08:33之間送風(fēng)溫度同樣明顯振蕩，而房間溫度則在08:33后逐步穩(wěn)定在26 ℃。由此可知，在使用相同的控制參數(shù)下，調(diào)節(jié)閥實(shí)際流量特性與理想流量特性的控制效果產(chǎn)生了顯著偏差。

圖6 實(shí)際流量特性下調(diào)節(jié)閥開度的變化

圖7 實(shí)際流量特性下送風(fēng)溫度和房間溫度的變化

3.3 實(shí)際調(diào)節(jié)閥控制優(yōu)化

當(dāng)調(diào)節(jié)閥流量特性為理想流量特性時(shí)，從圖4a可以發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)閥開度在系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要變化范圍為20%～100%，由式(1)可得知，所對應(yīng)的相對流量變化范圍為20%～100%，平均1%的開度變化引起1%的相對流量變化。而當(dāng)調(diào)節(jié)閥流量特性為實(shí)際流量特性時(shí)，由圖6a可以得知，調(diào)節(jié)閥開度在系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要在10%～65%范圍內(nèi)變化，由式(3)可得知，所對應(yīng)的相對流量變化范圍為1.1%～97.8%，平均1%的開度變化引起1.8%的相對流量變化，相對于理想流量特性有所增加。故按照理想流量特性選出的控制參數(shù)代入實(shí)際流量特性中進(jìn)行模擬時(shí)，容易產(chǎn)生調(diào)節(jié)閥開度超調(diào)，使得開度振蕩、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。

由3.2節(jié)可知，將Kp=25、Ki=0.15運(yùn)用到實(shí)際流量特性中進(jìn)行模擬時(shí)，調(diào)節(jié)閥開度發(fā)生振蕩，為消除振蕩需減小調(diào)節(jié)閥PI控制器中輸出值對偏差值的增益倍數(shù)，即減小Kp值。將Kp、Ki值分別設(shè)定為20、0.15，其控制效果如圖8、9所示。由圖6b與圖8b對比可知，在此控制參數(shù)下，調(diào)節(jié)閥開度的振蕩時(shí)間明顯縮短，并且振蕩范圍也減小到20%～25%。同樣由圖7b與圖9b對比可知，送風(fēng)溫度的振蕩幅度也得到了明顯減弱。此外，房間溫度在08:33后穩(wěn)定在26 ℃。由此可見，系統(tǒng)控制效果在此控制參數(shù)下較未調(diào)整之前得到了優(yōu)化。

圖8 實(shí)際流量特性下第1次優(yōu)化后調(diào)節(jié)閥開度的變化

圖9 實(shí)際流量特性下第1次優(yōu)化后送風(fēng)溫度和房間溫度的變化

為進(jìn)一步消除調(diào)節(jié)閥開度的超調(diào)從而使系統(tǒng)歸于穩(wěn)定，在減小Kp值后嘗試減小Ki值。將Kp、Ki值分別設(shè)為13、0.1，系統(tǒng)控制效果如圖10、11所示。由圖10可知，調(diào)節(jié)閥開度在此控制參數(shù)下不再振蕩。由圖11可知，送風(fēng)溫度的振蕩同樣得到消除，并且房間溫度在08:32后開始穩(wěn)定在26 ℃。由此可見，在控制參數(shù)第2次優(yōu)化后，調(diào)節(jié)閥開度振蕩現(xiàn)象基本消失，系統(tǒng)控制再次穩(wěn)定。

圖10 實(shí)際流量特性下第2次優(yōu)化后開度變化

圖11 實(shí)際流量特性下第2次優(yōu)化后送風(fēng)溫度和房間溫度變化

4 結(jié)果驗(yàn)證

以上模擬研究顯示，按照調(diào)節(jié)閥理想工作曲線制定的控制參數(shù)，在對實(shí)際調(diào)節(jié)閥的控制中效果不佳，并提出了適當(dāng)降低控制參數(shù)值的空調(diào)機(jī)組優(yōu)化控制方法。為對該結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，利用現(xiàn)有的空調(diào)機(jī)組實(shí)驗(yàn)平臺展開實(shí)驗(yàn)研究。

實(shí)驗(yàn)平臺中實(shí)驗(yàn)房間面積為37.8 m2，高度為3 m，為一個(gè)內(nèi)區(qū)房間，如圖12所示。由于其為內(nèi)區(qū)房間，通常狀態(tài)下房間溫度ta在26.4 ℃左右，房間負(fù)荷極小且穩(wěn)定，如果直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要的空調(diào)冷量qs極小，送風(fēng)量極小，房間溫度變化時(shí)出現(xiàn)的波動(dòng)也極小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差將會(huì)增大。因此，為提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的不同時(shí)段內(nèi)，在房間放置不同臺數(shù)、不同功率的電加熱器，用以提高房間溫度，增大負(fù)荷，同時(shí)營造變化的負(fù)荷狀態(tài)。電加熱器最大總功率為6 kW，設(shè)置加熱量變化如圖13所示。自然狀態(tài)下的房間負(fù)荷與電加熱器加熱量相比極小，可忽略不計(jì)，近似認(rèn)為實(shí)驗(yàn)房間負(fù)荷變化與電加熱器加熱量變化一致。設(shè)定送風(fēng)溫度為18 ℃，送風(fēng)量為2 400 m3/h，冷水流量最大為2 200 kg/h。

圖12 實(shí)驗(yàn)房間

圖13 電加熱器加熱量及房間負(fù)荷近似變化

當(dāng)調(diào)節(jié)閥流量特性為理想流量特性時(shí)，通過試驗(yàn)法，分別設(shè)定Kp、Ki為5、0.3，圖14、15分別顯示了此控制參數(shù)下調(diào)節(jié)閥開度及房間溫度隨時(shí)間的變化情況。從圖14可以看出，調(diào)節(jié)閥開度在此控制參數(shù)下全程無振蕩。從圖15可以看出，房間溫度在1 800 s后逐漸穩(wěn)定在26 ℃且此后基本無波動(dòng)。由此可見，系統(tǒng)在此控制參數(shù)下控制效果良好。

圖14 實(shí)驗(yàn)房間理想流量特性下調(diào)節(jié)閥開度變化

圖15 實(shí)驗(yàn)房間理想流量特性下溫度變化

將模擬仿真得到的控制參數(shù)Kp=5、Ki=0.3植入實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥控制器中，7 200 s內(nèi)實(shí)際調(diào)節(jié)閥開度變化如圖16a所示，實(shí)驗(yàn)房間溫度變化如圖17中實(shí)線所示?？梢钥闯觯? 600 s前，實(shí)際調(diào)節(jié)閥開度在15%～65%范圍內(nèi)變化迅速，房間溫度在25.0～27.4 ℃范圍內(nèi)持續(xù)波動(dòng)，控制效果偏離預(yù)期理想效果。這種偏離現(xiàn)象是由調(diào)節(jié)閥實(shí)際特性不同于其理想特性造成的。模擬仿真時(shí)采用該調(diào)節(jié)閥的理想線性模型，其冷水相對流量隨調(diào)節(jié)閥開度線性均勻變化；而該調(diào)節(jié)閥在實(shí)際中近似快開型調(diào)節(jié)閥，冷水相對流量隨調(diào)節(jié)閥開度近似呈對數(shù)變化，且在15%～60%開度范圍內(nèi)，單位開度變化引起的流量變化較大，故采用調(diào)節(jié)閥的理想模型模擬仿真得到的控制參數(shù)在控制實(shí)際調(diào)節(jié)閥時(shí)，造成開度超調(diào)，間接導(dǎo)致房間溫度波動(dòng)較大。

圖16 實(shí)驗(yàn)房間實(shí)際調(diào)節(jié)閥開度變化

圖17 調(diào)節(jié)閥實(shí)際控制下房間溫度變化

根據(jù)3.3節(jié)中實(shí)際調(diào)節(jié)閥模型下仿真得到的適當(dāng)減小控制參數(shù)值的方法進(jìn)行優(yōu)化控制。設(shè)定Kp=1、Ki=0.3，此時(shí)，實(shí)際調(diào)節(jié)閥開度變化減慢，如圖16b所示；房間溫度變化如圖17中虛線所示，波動(dòng)范圍為25.5～26.5 ℃。優(yōu)化前后均以26 ℃作為房間溫度設(shè)定值，分別計(jì)算2種情況下的最大動(dòng)態(tài)偏差和平均偏離度，結(jié)果見表2?？梢钥闯?，優(yōu)化后的最大動(dòng)態(tài)偏差與平均偏離度均小于前者，由此說明優(yōu)化后房間溫度波動(dòng)幅度降低，控制效果得到改善，充分驗(yàn)證了模擬仿真得到的空調(diào)機(jī)組調(diào)節(jié)閥相關(guān)的優(yōu)化控制方法在實(shí)際中的可行性。

表2 優(yōu)化前后房間溫度變化對比 ℃

5 結(jié)論

對一理想工作曲線為直線型的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了實(shí)測，測試結(jié)果表明其實(shí)際模型為快開型調(diào)節(jié)閥。分別采用調(diào)節(jié)閥的理想模型和實(shí)際模型進(jìn)行控制研究后得出結(jié)論：如果按照調(diào)節(jié)閥理想的線性工作曲線模擬得到控制參數(shù)，并將其植入到現(xiàn)場控制器中對現(xiàn)場工作曲線為快開型的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，由于實(shí)際調(diào)節(jié)閥開度較低，單位開度變化引起的流量變化較大，因此容易造成調(diào)節(jié)閥開度超調(diào)，房間溫度大幅波動(dòng)。此種情況下，可適當(dāng)減小PI控制參數(shù)，使控制效果得到優(yōu)化。因此，在實(shí)際工程中，由于實(shí)際安裝調(diào)節(jié)閥的工作特性不同，在不同的調(diào)節(jié)閥開度需求下，合理的控制參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，需要在植入前開展詳細(xì)的模擬仿真后確定。