空調系統中PID控制的運用分析

吳錦桐

（廣東美的暖通設備有限公司 佛山 528311）

空調系統中PID控制的運用分析

吳錦桐

（廣東美的暖通設備有限公司 佛山 528311）

PID控制，是空調系統內的核心，其可根據環境的需求，控制空調系統的運行。PID控制方式，降低了空調系統的能耗，起到節能的作用，滿足空調系統的各項需求。因此，本文主要探討空調系統內PID控制的運用。

空調系統；PID控制；模糊自適應

空調系統的需求逐漸增加，能耗成為重點考慮的問題。空調系統運行中，提高了對節能降耗的重視度，全面控制空調系統的實際運行，引進PID控制，能夠在根本上約束空調的運行，促使其更符合外界環境的需求。PID控制，在空調系統內，運行精度很高，而且不會造成太大的誤差，提高空調系統內的資源利用率。

1 空調系統的PID控制

PID控制，是指利用在線學習的方式，作用于PID控制器的輸出參數，經過輸出的參數，調節空調系統的數值，充分優化空調系統的性能指標。PID控制器中，運用了BP神經網絡的思想，能夠準確的控制空調系統的運行[1]。PID控制器，簡化了空調系統的控制過程，保證室內、送風量等回路控制的準確性，而且PID控制，其可應用到通風、供暖等空調系統內，為空調系統提供最優的控制數值。

2 空調系統中PID控制的運用

空調系統內，主要是模糊PID控制為主，實現了精確的運行控制。結合模糊PID的控制方式，分析其在空調系統內的實踐應用。

2.1 仿真

空調房間內部，形成熱力系統，無法準確的構建數學模型，而是采用模糊PID控制，簡化仿真系統的應用，以空調房間為仿真對象，構建熱力學模型。PID控制仿真時，著重體現熱力學模型的應用，在空調系統方面提出幾點要求，首先PID控制仿真時，將房間看做一項容器，僅考慮房間內部存儲的熱量，內部擺件蓄熱可忽略不計；然后仿真時，不計算空調房間以外的熱力流動，包括室外的熱力空氣；最后假定空調房間內的溫度平均，不計算滯后的室內溫度，以此來保障PID控制仿真的準確性。模糊PID控制，利用能量守恒的方式，控制空調系統的各項因素。

2.2 設計

空調系統的PID控制內，需要設計模糊自適應PID控制器，專門用于管控空調系統，一方面達到節能的設計，另一方面優化空調房的環境。

模糊自適應PID控制器的運行規律表達：

式中：u（t）是指 PID 控制的輸出值；e（t）是指誤差；ec（t）是誤差變化率；kp、ki、kd分別代表比例、積分、微積分系數。

空調系統內，模糊自適應PID控制器，內部結構需根據空調系統的需求，提供可調整的方式[2]。PID控制器中，關鍵的是控制器和模糊推理器，推理器會根據空調房間內的溫度，輸入誤差e和變化率ec，輸出PID控制的比例、積分和微積分系數三項參數，可以根據空調系統不同的運行時刻，提供自整定后的溫度參數，促使空調系統中的溫度控制，能夠處在良好的變化狀態下，實現動態與靜態的準確控制。

模糊自適應PID控制器，其在空調系統內，有一定的規律可循，應該根據空調系統的運行需求，建立隸屬函數與控制規則，方便獲取空調房間內的溫度數據，輸出溫度以及溫度誤差，促使溫度變量構成三角函數的隸屬關系，保障各項參數均服從正態分布[3]。空調系統內對PID控制的應用，主要是自整定的功能，例如：空調的變頻功能，其可根據室內溫度的偏差，調整空調系統的運行，自整定功能，實現了平穩的運行，避免平衡點處出現過大的振蕩，保障空調系統的穩定性，假如空調房室外的溫度是37℃，室內是34℃，空調系統的設定值是24℃，模糊PID控制器開始仿真，時長10min，模糊PID控制，控調節時的溫度差，提高溫度響應的速度，在短時間內將溫度降低到24℃，保持空調系統的良好性能，而傳統的溫度控制，其在調節室內溫度時，出現不平衡的問題，溫度會在24℃上下浮動，指導平衡在空調系統的設定值，不僅浪費了能耗，還增加了溫度響應的時間。

2.3 運用

變風量空調內，PID控制的運用較為明顯，PID提供了串級控制回路，主控制器內，采用了模式自適應PID控制，專門控制空調房內的溫度，主動調節變風量[4]。模糊PID控制的過程，是根據空調房內的實際溫度與設置溫度的差，通過模式PID進行調整，PID輸出的信號，是變風量空調的所需風量設定值，風量值的差，由PID調節算法調節風閥開關，促使空調房內的溫度，維持在設定值的附近。

3 空調系統內PID控制的優勢

空調系統內，PID控制的優勢非常明顯，結合PID控制的應用，例舉其在空調系統內的優勢。

（1）節能優勢，PID控制，在最短的實踐內整定空調系統，將空調系統的數值變化，維持在平衡的狀態，不會出現較大的溫度或送風量波動，由此減少了能源的消耗，而且PID控制下的平穩運行方式，降低了能源的消耗，體現出了節能降耗的特征。

（2）時效性優勢，經過仿真研究發現，PID控制在調節空調系統時，所需時間要低于傳統的控制，其可在短時間內達到空調的設定值。

（3）操作控制方面的優勢，PID控制在空調系統內，操作與控制的程序均比較簡單，取代了復雜的操作程序，保障了空調運行的功能，表明PID控制的先進性，所以應該深化PID控制在空調系統中的使用。

4 結束語

空調系統的功能性強，需要深入研究PID控制，才能穩定的調節空調系統，促使其具備良好的運行方式，最主要的是滿足空調系統的需求，提供高效的控制方式，把控空調系統的整體運行，避免增加空調能源的消耗負擔，體現PID控制在空調系統內的優勢。

[1]曹建秋，徐凱.模糊PID控制在變風量空調系統中的應用[J].計算機仿真，2011，05：197～200.

[2]王群.基于模糊PID控制技術的智能空調系統建模仿真研究[J].裝備制造技術，2011，11：25～28.

[3]張義，左為恒，林濤.BP神經網絡PID控制在空調系統中的應用[J].計算機仿真，2011，04：149～151+220.

[4]唐賢健，郭平生，曾坤，劉海力.模糊自適應PID控制在空調系統中的應用[J].制冷與空調，2010，03：77～80.

TP273.4

A

1004-7344（2016）17-0239-01

2016-5-10

吳錦桐（1988-），男，廣東佛山人，本科，研究方向為暖通設備電控開發。