本发明专利技术公开了一种改进PSO算法模糊自适应PID温湿度控制方法，包括以下步骤：S01，获取采集量偏差、采集量偏差变化率；S02，采集量偏差、采集量偏差变化率模糊化；S03，模糊推理及反模糊化；S04，基于改进PSO算法迭代获取PID的参数的初始值；S05，基于步骤S04获取的优化后的模糊自适应PID的参数对风机变频器进行模糊自适应PID控制，控制风机变频器的频率、冷却水三通阀和加湿阀的开度。本发明专利技术在基本PSO算法基础上引入粒子的自身因素和社会因素，使其更加快速准确的找到最优PID初始参数值；再结合模糊控制与传统PID控制，使得系统更好的对室内温湿度进行实时在线监控及优化。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种改进PSO算法模糊自适应PID温湿度控制方法，包括以下步骤：S01，获取采集量偏差、采集量偏差变化率；S02，采集量偏差、采集量偏差变化率模糊化；S03，模糊推理及反模糊化；S04，基于改进PSO算法迭代获取PID的参数的初始值；S05，基于步骤S04获取的优化后的模糊自适应PID的参数对风机变频器进行模糊自适应PID控制，控制风机变频器的频率、冷却水三通阀和加湿阀的开度。本专利技术在基本PSO算法基础上引入粒子的自身因素和社会因素，使其更加快速准确的找到最优PID初始参数值；再结合模糊控制与传统PID控制，使得系统更好的对室内温湿度进行实时在线监控及优化。【专利说明】改进PSO算法模糊自适应PID温湿度控制系统及方法
本专利技术涉及一种室内温湿度控制方法，尤其是涉及一种基于改进PSO算法的模糊自适应PID室内温湿度控制系统及控制方法。
技术介绍
近年来，央空调系统的应用日益广泛，人们对中央空调的性能也提出了更高的要求，如空调的舒适性、节能性等，因此，仅仅单一考虑温度或湿度的控制，是无法满足人对环境舒适度的要求。再者，中央空调系统是一个复杂系统，其能耗占整个建筑能耗的50%以上，是耗能大户，目前的控制方式一般都采用传统的PID控制算法，其控制效果并不令人满意，在系统的控制精度、稳定性和可靠性等性能方面，难以满足用户的需求，因此，寻求一个高效的节能控制系统是十分必要的。中央空调系统是一个具有时滞、时变、非线性和大惰性的复杂系统，虽然传统的PID控制是一种原理简单、适应性强、鲁棒性好的控制算法，但是对于复杂的系统，其是难以保证系统控制始终处于优化状态和良好的品质特征。例如专利CN203396032公开了一种本技术公开了一种基于模糊自适应PID的室温控制装置，包括温度传感器、风量传感器、模糊自适应PID控制器装置、送风风机、变频器、末端风阀；本技术响应速度加快，超调量明显减小，在线参数自整定能力强，具有较好的抗干扰性和较强的自适应能力，同时能在房间部分负荷运行条件下降低风机的能耗，具有较好的节能效果。但是在现有技术中，对环境的控制仅仅考虑了温度对人体的影响，这不足以满足人对环境舒适度的要求，因此，需要考虑环境湿度对人体的影响，只有同时满足了人对环境温湿度的要求，才能够满足人对环境的舒适度要求；再者，虽然现有技术已经具有较好的节能效果，但是，在现有技术中，对环境的控制仅仅考虑了温度对人体的影响，这不足以满足人对环境舒适度的要求，因此，需要考虑环境湿度对人体的影响，只有同时满足了人对环境温湿度的要求，才能够满足人对环境的舒适度要求；再者，虽然现有技术已经具有较好的节能效果，但是，仍需寻求一个更加节能更加迅速的控制方法。经过长时间的试验和测试发现，模糊控制不需要被控对象的精确描述，能够解决非线性、时间滞后等问题。同时，长期的试验发现，粒子群优化算法(PS0算法)作为一种新兴的群体智能进化算法，运算速度快、全局搜索能力强。为此，本专利技术在标准PSO算法的基础上，对PSO算法进行改进，并将其和模糊控制以及传统PID控制相结合，设计了一种针对室内温湿度的新的模糊自适应PID控制方法。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的主要在于，针对空调系统室内环境及空调系统自身的复杂性，提出了一种调节精度较高、调节迅速、超调小、具有一定可行性的基于改进PSO算法的模糊自适应PID室内温度控制方法。本专利技术所要解决的技术问题是，实时监测室内环境的温湿度，并将其传递给模糊自适应控制器，再结合改进PSO算法优化得到的PID初始参数值，经过分析计算得到相应的控制量，将控制量应用到相应的执行机构上，从而更加快速有效的达到实时在线控制系统室内温湿度，满足人对环境舒适度要求的目的。为了实现上述目的及解决其技术问题，本专利技术采用以下技术方案来实现:改进PSO算法模糊自适应PID室内温湿度控制系统，包括传感器装置、控制装置和执行机构。传感器装置包括温度传感器、湿度传感器、风量传感器和流量传感器；控制装置包括控制计算机、可编程逻辑控制器PLC、通信模块和转换模块，控制计算机用于实时在线监测系统输入量和输出量；可编程逻辑控制器PLC包括三个改进PSO算法模糊自适应PID控制器，三个改进PSO算法模糊自适应PID控制器分别第一 PID控制器、第二 PID控制器、第三PID控制器；第一 PID控制器、第二 PID控制器、第三PID控制器分别用于控制加湿阀、风机变频器和冷却水三通阀；转换模块包括第一转换模块、第二转换模块和第三转换模块；传感器装置通过第一转换模块与可编程逻辑控制器PLC相连接，可编程逻辑控制器PLC通过第二转换模块与加湿阀相连接，可编程逻辑控制器PLC通过第三转换模块与风机变频器和冷却水三通阀相连接。控制计算机、通信模块、可编程逻辑控制器PLC依次顺序连接。控制计算机通过RS232串口、串行通信总线与通信模块连接。传感器装置包括温度传感器、湿度传感器、风量传感器和流量传感器，分别用于实时采集室内温度、湿度、送人房间的风量和冷却水及冷冻水的流量；控制装置，包括控制计算机、可编程逻辑控制器PLC以及相关的通信模块和转换模块，控制计算机用于实时在线监测系统输入量和输出量；可编程逻辑控制器PLC包括三个改进PSO算法模糊自适应PID控制器，分别用于控制加湿阀、风机变频器及冷却(冻)水三通阀；执行机构，包括加湿阀、风机变频器及冷却(冻)水三通阀，分别用于控制加湿器、送风风机和冷却盘管。控制计算机对空调房间温湿度输入量和控制输出量进行实时在线监测，并将所采集到的各种工况下的输入输出参数进行整合，形成相关的参数数据库，进而能够通过对实时工况的反馈直接通过调用数据库的控制参数值对控制对象进行迅速的控制调节。控制计算机通过RS232串口及串行通信总线与通信模块连接；通信模块再与可编程逻辑控制器连接。温度传感器、湿度传感器、风量传感器和流量传感器可通过第一转换模块进行模/数转换，而后再与可编程逻辑控制器PLC相连接。湿度改进PSO算法模糊自适应PID控制器发出的控制信号经过第二转换模块进行数/模转换后加湿阀进行控制，调节加湿阀开度以便于控制加湿器，从而调节送风湿度；变频器改进PSO算法模糊自适应PID控制器发出的控制信号经过第三转换模块进行数/模及数/数转换后对变频器进行控制，进而调节送风风机的转速以调节送风量，从而达到控制室温的目的。温度改进PSO算法模糊自适应PID控制器发出的控制信号经过第三转换模块进行数/模转换后对冷却(冻)水三通阀进行控制，从而控制冷却(冻)水流量，进而控制冷却盘管的制冷量来控制送风温度，以便达到控制室内温度的目的。改进PSO算法模糊自适应PID温湿度控制方法，包括以下步骤:S01，获取采集量偏差、采集量偏差变化率:设定采集量调节限定值W，传感器获取室内数据采集量Wtl, W和Wtl发送给可编程逻辑控制器PLC，通过W与Wtl比较，计算出采集量偏差e，以时间为变量对温度偏差e求导，获取温度偏差变化率ec ;如果采集量偏差e大于或者等于预设定的偏差门限值，则进入步骤S02，否则，不进行PID温湿度控制；S02,采集量偏差、采集量偏差变化率模糊化:根据步骤SOl计算获取的采集量偏差e、采集量偏差变化本文档来自技高网...
【技术保护点】
改进PSO算法模糊自适应PID室内温湿度控制系统，其特征在于，包括传感器装置、控制装置和执行机构；所述传感器装置包括温度传感器、湿度传感器、风量传感器和流量传感器；所述控制装置包括控制计算机、可编程逻辑控制器PLC、通信模块和转换模块，所述的控制计算机用于实时在线监测系统输入量和输出量；所述可编程逻辑控制器PLC包括三个改进PSO算法模糊自适应PID控制器，所述三个改进PSO算法模糊自适应PID控制器分别为第一PID控制器、第二PID控制器和第三PID控制器；所述第一PID控制器、第二PID控制器、第三PID控制器分别用于控制加湿阀、风机变频器和冷却水三通阀；所述转换模块包括第一转换模块、第二转换模块和第三转换模块；所述传感器装置通过第一转换模块与可编程逻辑控制器PLC相连接，可编程逻辑控制器PLC通过第二转换模块与加湿阀相连接，可编程逻辑控制器PLC通过第三转换模块与风机变频器和冷却水三通阀相连接；所述控制计算机、通信模块、可编程逻辑控制器PLC依次顺序连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐亚鸣，卢萍，陈楷，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。