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恒温恒湿空调系统模糊控制设计概述

室内湿度控制的目的是调节送风露点温度,使空调房间里的湿度保持某一恒定水平。在模糊控制系统运行时,湿度传感器送来湿度的具体数值,模糊控制器要把把测量值模糊化,变为湿度高,或湿度低的模糊信息。由这个模糊信息,根据经验确定模糊控制规则,例如:“若湿度高于设定值则降低露点温度,差值越大,降低得越快;若湿度低于设定值则提高露点温度,差值越大,提高得越快"。根据这一控制规则,做出降低露点温度或提高露点温度的决策,并把这模糊决策再转化为把送风露点温度设置到多大值的精确操作量,从而完成整个控制过程。按如下步骤来设计湿度模糊控制器。

一、模糊控制器结构选择

根据露点温度与室内湿度的关系特性,选择双输入单输出的二维模糊控制器,输入为室内湿度的偏差E和湿度的变化率EC。输出为露点温度的变化量U。室内湿度的偏差是室内湿度设定值与传感器测得的室内湿度的差值,湿度的变化率是室内湿度随时间的变化率。在模糊逻辑工具箱中本例模糊控制器系统的界面如下图:

二、模糊控制器论域的确定

下面是空调系统夏季模式下的计算过程,冬季模式与此步骤相同。室内相对湿度的变化范围基于空调理论的计算。当室内湿负荷为0时,相对湿度出现最小值,等于空调设计的送风露点温度线与室内干球温度设计值等温线交点N,的相对湿度:将热湿比线沿等温线平移,送风设计状态点0与室内温、湿度设计值对应的露点温度线交于O点,设此时热湿比线另一端的位置为N,则N”对应的相对湿度值,就是相对湿度大的最大值。图例说明如下:

针对本文的工程实例,夏季相对湿度的最小值为0.58,最大值为0.62,偏差基本论域为[一0.02, 0.02]。新风集中处理后的露点温度的变化范围也是基于空调理论。露点温度的上限为室内状态允许范围的菱形区右上点对应的露点温度,露点温度的下限为室内状态允许范围的菱形区左下点对应的露点温度。

三、模糊集与隶属函数的确定