C8051單片機在變風(fēng)量空調(diào)控制系統(tǒng)中的設(shè)計
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3、仿真與實驗
3.1系統(tǒng)模型建立
上述被控對象的模型包括空調(diào)房間模型方程、冷凍水管路模型方程和送風(fēng)系統(tǒng)模型方程，模型中各參數(shù)的意義如下：hW—液態(tài)水焓值，T0—室外溫度，hfg—水蒸氣焓值，T2—送風(fēng)溫度，Vhe—熱交換器容積，T3—室內(nèi)溫度，V3—房間體積，f—送風(fēng)風(fēng)速，W0—室外空氣含濕量，gpm—冷凍水流量，W2—送風(fēng)空氣含濕量，M0—房間濕負荷，W3—室內(nèi)空氣含濕量，Q0—房間顯熱負荷，Cp—空氣比熱，ρ—空氣密度。
3.2、系統(tǒng)在Matlab環(huán)境下進行控制系統(tǒng)仿真
為了便于在Matlab/Simulink環(huán)境下進行預(yù)測控制效果仿真研究，網(wǎng)絡(luò)模型須采用能夠被Simulink調(diào)用的語言編寫。有兩個途徑可以實現(xiàn)：一種是利用Matlab提供的S功能，編寫S程序供Simulink仿真程序調(diào)用。另一種方法是直接用Simulink模塊搭建網(wǎng)絡(luò)模型。為了便于在仿真過程中實時調(diào)整和修改，本文采用Simulink模塊構(gòu)造可視化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，圖3為加空調(diào)房間溫度Simulink神經(jīng)模型。模型中模塊u,y為系統(tǒng)輸入，經(jīng)延遲變換輸入為
;模塊yhat為模型系統(tǒng)輸出，即空調(diào)房間的溫度。
圖3空調(diào)房間溫度Simulink神經(jīng)模型
對于該區(qū)域房間從旱晨8時到傍晚20時對HVAC系統(tǒng)進行控制，在此過程中假設(shè)負荷隨外在環(huán)境不斷變化，仿真結(jié)果如圖4所示，圖中橫坐標(biāo)軸為時間，縱坐標(biāo)軸取室內(nèi)空氣溫度（℃）和室內(nèi)空氣相對濕度（%）。
圖4室內(nèi)溫度、濕度控制仿真結(jié)果
由圖4可知，房間的溫度在人們?nèi)粘５墓ぷ鲿r段內(nèi)基本維持在24℃一27℃之間，相對濕度也保持在45%一60%之間，可以做到隨外部環(huán)境參數(shù)的變化實時調(diào)整，既滿足了舒適性的要求，又滿足了節(jié)省能耗的目的。能夠克服干擾和不確定性的影響，具有較好的魯棒性。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立的表征人體熱舒適感的PMV指標(biāo)的預(yù)測模型具有很高的準(zhǔn)確度，可以對PMV指標(biāo)進行實時預(yù)測，在此基礎(chǔ)上可以進一步實現(xiàn)基于PMV指標(biāo)的空調(diào)系統(tǒng)實時控制，從而創(chuàng)造更加舒適健康的室內(nèi)環(huán)境。
4、結(jié)束語
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的控制方法很多，各種新風(fēng)量的確定和控制方法都有自身的優(yōu)缺點，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)也是一種先進的空調(diào)方式，在變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)量是一個很重要的技術(shù)參數(shù)，它對系統(tǒng)的節(jié)能效果如何以及室內(nèi)空氣質(zhì)量好壞都有非常大的影響。本系統(tǒng)充分考慮到室內(nèi)空氣質(zhì)量和節(jié)能問題，與傳統(tǒng)的固定新風(fēng)量的控制方法比較，在保證室內(nèi)空氣品質(zhì)不變的前提下，這種控制方法有潛在的節(jié)能效果。
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