空气能热水器模糊控制温度整定资料.ppt

智能控制 空气能热水器温度值设定的模糊控制 组员 主讲 指导教师 在上世纪七十年代 伴随着石油危机 温室效应和持续增长的能源需求等问题的出现 热泵热水器可行性研究和利用在全球范围内引起了广泛的关注 热泵供热不但比用电能直接供热经济得多 而且比用燃料燃烧供热也要经济 课题背景 热泵热水器基本部件原理图 是不是似曾相识 对 原理和空调 冰箱一样 将制冷剂作为热能的 搬运工 模糊控制器的设计 常见的空气源热泵热水器采用定时定温工作模式启停热水器加热 热泵热水器的工作效率受环境气候和被加热水温的影响 运行性能波动很大 当环境温度降低或被加热水温升高时 热泵的工作效率也随之降低 温度过低时 热泵甚至无法工作 常规的控制模式存在明显缺陷 系统运行性能不稳定 热泵性能系数 COP 受环境温度和加热设定温度的影响而波动 环境温度过低或是水箱设定温度过高都会导致COP明显下降 此外 舒适性能无法满足用水要求较高的用户 当水箱水温较低时 如果没有进行预先加热实际用水水温将会偏低 可以想象逆流而上的小艇 当水流非常湍急时的艰难 其中 Q0是空气中抽取的热量 N主要是压缩机消耗的能量 Q0 N为大于0的制冷系数 模糊控制器的设计 模糊控制器的控制规律由计算机的程序实现 其过程分为下述四个步骤 1 计算所选择的输入变量2 将输入变量的精确值变为模糊及模糊化处理3 根据输入模糊变量及模糊控制规则 按模糊推理合成规则计算控制模糊量即进行模糊决策4 由上述得到的控制模糊量计算精确的控制量 即逆模糊化处理 模糊控制器的设计 确定模糊控制器结构的主要工作是确定模糊控制的输入变量和输出变量 新型空气源热泵热水器模糊控制器兼顾用户的用水习惯 控制器本身的控制精度和动态特性 因此采用多维模糊控制器 控制器的输入变量分别为 七日内 水箱平均用水量Q 前一日最低水温 Tlow 和最低水温变化量 Tlow 输出变量为热水器设定温度值 Tset 三个输入量都有相应的传感器获取并计算得到 模糊控制器结构 其结构形式如下图所示 模糊控制器的设计 在模糊控制器中 输入变量平均用水量Q 前一日最低水温 Tlow 和最低水温变化量 Tlow 均采用5个模糊变量描述 输出变量热水器设定温度值 Tset 采用7个模糊变量描述 模糊化 模糊控制器的设计 规则1 如果Q高且Tlow低且 Tlow下降快 那么Tset高规则2 如果Q高且Tlow高且 Tlow下降快 那么Tset略高规则3 如果Q高且Tlow低且 Tlow上升快 那么Tset适中规则4 如果Q高且Tlow高且 Tlow上升快 那么Tset略低规则5 如果Q低且Tlow低且 Tlow下降快 那么Tset略高规则6 如果Q低且Tlow高且 Tlow下降快 那么Tset适中规则7 如果Q低且Tlow低且 Tlow上升快 那么Tset略低规则8 如果Q低且Tlow高且 Tlow上升快 那么Tset低 规则125把以上125条规则化为后面的图表 建立模糊控制规则表 模糊控制器的设计 模糊推理模糊控制器的模糊推理决策过程采用MAX MIN推理方式 1 实时把传感器得来的三个输入数据进行规则匹配2 通过上一步得到被触发的规则3 规则前提推理 前提之间通过取小运算得到每条规则总前提可信度4 将第二步得到的模糊推理表和第三步得到的规则前提可信度表进行取小运算5 模糊系统总可信度输出为各条规则可信度推理结果的取大6 逆模糊化过程采用