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AHU仿真模型详解:控制策略与组件模拟
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更新于2024-09-10
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"该资源是一份关于AHU(空调机组)仿真的详细说明,主要针对MATLAB环境下的仿真模型设计。文档中包含了AHU的主要组件模型,包括阀门、表冷器、加热器和加湿器的数学建模,并且提到了控制策略的实现方式,特别是控制器模块的内部结构。" 在AHU仿真模型中,有几个关键知识点: 1. 阀门模型:阀门的控制由电机驱动,电机的动作会影响阀门的开度。电机的动态行为由电路方程和动力学方程描述,结合这两个方程可以得出电机的微分方程,最终转化为阀门开度的变化。阀门与流量的关系通常是非线性的,模型中考虑了这种非线性特性以及10秒的纯滞后。 2. 表冷器模型:表冷器包含一个旁通阀门和换热器,模型关注的是换热器部分。换热器的空气、肋片和冷冻水的稳态方程被用来描述热交换过程。当处于湿工况时,要考虑冷凝换热,并引入了一个与旁通风量相关的纯滞后时间。 3. 加热器模型:与表冷器类似,但使用的是热水进行加热,模型同样基于稳态方程来描述空气和热水的热交换。 4. 加湿器模型:加湿器模型假设的是等焓加湿过程,通过计算湿球温度来确定加湿量。加湿量与空气流量、汽化潜热以及空气温度相关。 5. 控制策略:控制策略的实现集中在名为"division1"的分区代码模块中,具体控制程序为division.m。这个控制器用于调整AHU的送风参数,以满足特定的环境控制需求。 这些模型和控制策略的详细描述,对于理解和开发空调系统的MATLAB仿真模型非常有价值,能够帮助工程师和研究人员模拟实际环境中AHU的行为,从而优化控制逻辑和系统性能。
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AHU 仿真模型说明
一、 控制对象简化及数学模型
1) 阀门模型:
图 1
电机的模型如图 1。工作时,由电机带动阀芯转动,引起阀位的变化。
电路方程:
aa
a
aar
iR
dt
di
LEu
(1)
动力学方程:
dt
d
JMM
c
(2)
(3)
将公式(3)带入公式(2)得到:
(4)
再将公式(4)带入到公式(1)得到:
)(
2
2
c
d
ac
a
a
rd
d
a
d
a
M
k
R
dt
dM
R
L
uk
dt
d
k
JR
dt
d
k
JL
(5)
定义
m
d
a
T
k
JR
2
为机电时间常数,
a
a
a
T
R
L
为电磁时间常数,得到电机微分方程:
(6)
上述式子中,Ω 是转子转动角速度,对 Ω 积分可得到转子转动角度。转动角度再乘以阀门
比例系数后即为阀门开度。
实际情况下,阀门一般不是线性阀门。本题目中设定阀门开度与流量之间的关系见图 2.
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qq_20782731
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