天津工业大学2016届本科生毕业论文
CLch2：透过窗的太阳辐射热的逐时冷负荷; Cs：窗玻璃的遮挡系数; Cn：窗内遮阳设施的遮阳系数; Ca：窗的面积有效系数;
Jch：透过窗玻璃的太阳总辐射照度=直接辐射+散色辐射; Jsh：窗户的太阳散射辐射照度; Sch：外窗面积(包括窗框);
C(cLch),C(cl.cb)n：冷负荷系数,按纬度取值,考虑有内遮阳和无遮阳因素; Sl：窗上受太阳直接照射的面积 3、人及其他物体的散热量 CLr=n(q1Ccl.r+q2)+Qr（3-4）
CLr：人体散热引起的冷负荷; n：空调调节房间内的人数; ql：每个人散发的显热量; q2：每个人散发的潜热量;
Ccl.r：人体显热散热冷负荷系数（人在室内停留时间及由进入室内开始到计算时刻的时间决定了该系数）;
Qr：其他设备散热量 由以上四个公式得出：
Qroom=CLq+CLch.1+CLch.2+CLr+Qr=α(Tw-Tn)+Qf（3-5） 其中：
α=SqKq+SchKchCk1Ck2
Qf=CsCnCa[SlJchCcl.ch+(Sch-Sl)JshC(cl.ch)n+n(q1Ccl.r+q2)]
图3.1 房间模型
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通过计算整理房间数学模型为： T
dΔTroom0
+ΔTroom0=K(ΔL+KˊTout+K\f) （3-6） dt
其中时间常数T，放大系数K、Kˊ、K\ T=
CMCairρair(Tin-Troom0)
,K= ,
L0Cairρair+αL0Cairρair+α
1
；
air(Tin-Troom0)
Kˊ=
α
,K\
Cairρair(Tin-Troom0)CairρCair是空气比热;ρ
air
是空气密度。
由公式得系统的结构图：
图3.2 房间温度模型结构图
由结构图得出Simulink仿真框图：
图3.3 Simulink仿真框图
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图3.4 仿真结果
调节各个参数得适当的仿真结果： 参数设计：Kˊ=0.2、K\
3.2 给排水系统监控
给排水系统中，要对给水量和排水量实时监控。选择不同的控制方法：传统pid控制、模糊控制。为实现机电一体化，采用应用了先进的现代控制理论的变频调速恒压供水系统。结构原理图如下:
PID控制器变频器电动机水泵管网压力变送器图3.5 变频调速结构原理图
与模糊控制相结合的模糊预测控制，通过预测输出，利用输出反馈调节输入，结构图如图：
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参考轨迹模糊预测控制器被控对象在线校正预测控制
图3.6 模糊控制结构图
因为有很多的不稳定环节存在,在供水系统中,想要获得一个精确的数学模型很困难,尤其是使用变频恒压控制。因此在实际应用中，只能根据供水装置的性能用近似数学模型逼近。
水压变化10.90.80.70.60.50.40.30.20.10102030405060水压变化 图3.7 水泵充水过程水压变化
1、管道水泵供水系统的数学模型:一个惯性环节带有一个纯滞后环节的一阶系统等效。
2、电机和变频器的模型:时间常数为T2 的惯性环节一阶模型等效。 3、相对于其他的控制单元和检测环节的延迟时间以及时间常数而言，由于供水系统执行环节的时间常数和延迟时间常数较大，这样相对而言其他控制装置的时间常数和延迟时间常数可忽略不计,都用比例环节等效。
综上可知, 两个惯性环节串联再带一个纯滞后环节可等效供水系统的数学模型,供水系统的近似数学模型为:
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K
G(s)=e-гs
(T1s+1)(T2s+1)
由公式连接simulink的仿真框图传统的PID控制如图：
图3.8 传统pid控制框图
所得的仿真结果：
图3.9 运行结果
与现有的比例-积分-微分控制相比，模糊预测控制框图
图3.10 模糊预测控制框图
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