空调一次泵变流量冷冻水系统供回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器参数整定及其调节性能的研究

作     者：程康 李绍勇 王铎 赵春润 Cheng Kang;Li Shaoyong;Wang Duo;Zhao Chunrun

作者机构：兰州理工大学土木工程学院兰州730050 

基　　金：兰州理工大学博士研究基金项目(编号:BS04-237) 兰州理工大学建工七七基金项目(编号:TM-QK-1301) 

出 版 物：《制冷与空调（四川）》 (Refrigeration and Air Conditioning)

年 卷 期：2021年第35卷第3期

页      码：294-304页

摘      要：供、回水压差对于空调一次泵变流量冷冻水系统(Primary Pump Variable Flow System of Air-Conditioning Chilled Water,ACCW-PPVFS)的水力平衡和适应空调用户侧冷负荷的动态变化是至关重要的。目前,其较多采用整数阶PID调节方式,这会导致出现供、回水压差的稳态误差、超调量较大和振荡过度等问题。鉴于此,本文提出了ACCW-PPVFS供、回水压差的分数阶PID(PI^(λ)D^(μ))分级调节方式和改进的生物地理学优化算法(Modified Biogeography-Based Optimization Algorithm,MBBOA)进行相应PIλDμ控制器参数整定的设计理念。首先,综合空调工艺要求和自动控制理论,对该ACCW-PPVFS供、回水压差控制系统中的各个环节,如供、回水压差被控对象、供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Pressure Difference between Supply and Return Water,PDSRW-FOPIDC)、变频水泵和旁通水流量执行器等建立传递函数。其次,通过对生物地理学优化算法中的迁移因子(Migration Factor)φ进行线性递减改变,构建出MBBOA,且对该PDSRW-FOPIDC参数进行整定,获取5个参数最优值。同时,采取分级控制策略,分别对一次泵和分、集水器之间的旁通执行器进行变频和旁通流量qbypass的调节,以适应空调用户侧负荷的大、小需求和保证供、回水压差ΔP等于其设定值ΔPset。最后,借助MATLAB中的Simulink工具,对该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统进行组态和数值仿真。结果表明:基于MBBOA的供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器参数整定和该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统在理论上是可行的,可适应空调用户侧冷负荷的动态变化,且满足ΔP=ΔPset空调工艺的相关要求和维持水力平衡。

主 题 词：空调一次泵变流量冷冻水系统 供、回水压差 改进的生物地理学优化算法 分数阶PID控制 控制器参数整定 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

馆 藏 号：203104284...