VRV空调控制系统的半实物仿真平台研究与开发

作     者：江斌 

作者单位：中国海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黎明

授予年度：2010年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：VRV空调 半实物仿真 嵌入式控制器 PID控制器 

摘      要：变制冷剂流量多联空调系统（简称VRV）,由于其舒适、节能、美观等优点,正越来越得到广泛应用。通常,VRV系统由一台室外机和多台室内机组成。室外机负责能量的供给,室内机负责能量分配,以满足不同的负荷需求。由于室内机之间存在互相影响,负荷也在不断变化,所以从控制角度来说,VRV控制系统是一个具有不确定性、多变量耦合的复杂系统。如何实现其节能、高效、舒适的控制,是VRV空调控制系统的一个关键问题。 本课题针对国内在“VRV空调控制系统研究方面成果较少、核心技术受制于人;从事控制研究的科研人员不具备制冷／制热的工程知识,很难独立从控制系统的角度对VRV空调从事研究的现状,利用Visual studio C++为开发工具和硬件在环仿真（Hardware-in-the-loop,简称HIL）技术,结合已有的VRV空调系统的蒸发——压缩周期间和温室房间的数学模型,设计并开发出一套VRV空调控制系统半实物仿真平台。 本平台主要包含实物和仿真两个部分。 实物部分的开发以dsPIC33FJ128MC506为中央处理器的嵌入式平台,根据半实物仿真的特点,采用模块化的方法,对主电路、通讯网络电路、人机交互电路等进行了优化设计;并结合C语言函数指针的技术设计控制算法程序,实现了功能强大、通用性良好的嵌入式控制器系统和检测装置系统软硬件设计。 仿真部分主要是开发一套监控软件,在具体设计中采用一种通用仿真软件结构——“仿真编辑软件+仿真控制软件的组合结构,将描述于软件代码中的被仿真对象信息从仿真软件中提取出来,以XML文档形式存储,并且将仿真对象的算式做成独立的DLL文件,实现信息编辑过程和仿真控制过程的分离,提高了监控软件系统得灵活性和通用性。 通过在自己独立搭建的半实物仿真平台上,采用PID控制算法进行了各种不同的工况下运行的仿真试验,结果表明,本文建立的VRV空调控制系统半实物仿真平台是符合规律的,准确仿真VRV空调控制系统的工作特性,具有可行性。同时,其他学科的研究人员在此平台可以进行仿真模型的建立、推导、验证或者进行控制算法的测试,以寻求最优的控制参数等试验。因此本平台具有的综合性好、重复性高、安全经济、结果可控、不受气候条件和场地空间的限制等优点,可以有效提高控制算法研究的效率。