目前,空调房间配用的变风量末端装置(Variable Air Volume Terminal,VAV-TMN)往往采用整数阶PID-P串级调节方式,这带来了室温控制误差和超调量较大以及调节时间较长等问题。鉴于此,提出了空调VAV-TMN的室温分数阶PID-送风量PI的串级调节器设计方法。首先,综合分析空调工艺和自动控制的相关要求,对室内温度对象、温度和风量测量变送单元、送风量执行单元分别进行建模,确定主控制器为室温分数阶PID控制器(Indoor Temperature Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller,IT-FOPIDC)和副控制器为送风量PI控制器(Sending Air Volume Proportional Integral Controller,SAV-PIC)的控制策略。其次,基于改进的自适应差分进化(Improved Parameter Self-adaptive Differential Evolution,IPSA-DE)算法来分别整定出IT-FOPIDC和SAV-PIC的控制参数最佳值。最后,借助MATLAB/Simulink工具,对该空调VAV-TMN的室温PIλDμ-送风量PI串级调节系统进行组态和数值模拟相应的控制效果。结果表明,该串级控制系统在理论上是可行的,且室温的控制效果明显优于基于Ziegler-Nichols整定法和DE算法的整数阶室温PID-送风量PI串级调节系统。
汽—水型热交换器作为热力站当中的重要设备之一,具有非线性、参数时变和时滞等动态特性。首先,综合分析集中供热工艺和自动控制的相关要求,对汽—水型热交换器的各个组成单元分别进行建模,确定主控制器为供水温度PIλDμ控制器(Water Supply Temperature Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller, WST-FOPIDC)和副控制器为蒸汽流量PIλ控制器(Steam Flow Fractional Order Proportional Integral Controller, SF-FOPIC)的串级控制策略。其次,应用修正的粒子群优化算法(Modified Particle Swarm Optimization Algorithm,MPSOA),分别整定出WST-FOPIDC和SF-FOPIC的8个控制器参数最佳值。最后,基于MATLAB工具,对该串级系统进行组态和数值仿真相应地控制效果。结果表明,该串级系统在理论上是可行的,可以获得更为满意的控制效果,且供水温度的控制效果明显优于基于Ziegler-Nichols(Z-N)整定法的供水温度PID-蒸汽流量PI串级调节系统。
