环境模拟实验室风环境阵风控制器设计与实验研究

本文主要探讨了在环境模拟实验室中，针对阵风环境模拟的特点，设计并实施了一种迭代学习自校正PID控制器的研究。阵风环境具有随机性和变化性，这对风环境模拟系统提出了高精度控制的要求。论文的创新之处在于将传统的PID控制策略与迭代学习控制相结合，通过迭代学习优化设定值序列，以提高系统的动态响应能力和对设定点变化的适应性。 PID（比例-积分-微分）控制器是一种经典的控制系统，它根据偏差、误差的积分以及误差变化率来调整输出，适用于许多工业过程。然而，对于阵风环境这种不断变化的情况，单纯依靠PID可能无法提供持续的精确控制。因此，引入迭代学习控制（Iterative Learning Control, ILC），这是一种能够通过不断学习和改进来适应环境变化的控制方法。它通过在每次运行周期后根据前一次的执行结果调整控制策略，逐渐逼近最优控制方案。 设计的迭代学习自校正PID控制器首先捕捉阵风环境的特征，然后利用这些信息对设定值进行优化，确保系统在模拟不同风速或风向时能快速适应并保持稳定。实验结果显示，这种控制方式显著改善了系统在设定点改变时的动态性能，提高了风环境参数的控制精度，特别是在模拟正弦风时，实际值能够更好地追踪设定值，从而确保了环境模拟的准确性。 论文的作者团队包括孟庆龙博士和王元教授，他们分别来自长安大学环境科学与工程学院和西安交通大学能源与动力工程学院，他们的研究方向涵盖了环境模拟技术和建筑设备自动化。研究得到了国家自然科学基金（No.51208059）和浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室开发基金（No.GZKF-201215）的支持。 文章发表于《计算机工程与应用》杂志2014年第13期，收稿日期为2013年9月12日，经过修订后于同年发表。文章的贡献不仅体现在理论设计上，还通过实验验证了其在实际环境模拟中的有效性和实用性。这一研究对于提升环境模拟实验室的控制性能，以及在建筑设计和风能利用等领域具有重要的理论价值和实践意义。