基于状态空间的集中空调系统动态仿真模型研究

空调系统动态仿真是实现空调系统优化设计和节能控制的重要手段。目前的空调系统动态模型大部分是基于经验的，不具有普适性，很难实现复杂系统的动态仿真。本申请课题提出基于现代控制理论的空调系统机理建模方法，以守恒定律为基本原则，根据状态空间法建立集中空调系统各关键部件动态模型，研究利用图论及结构矩阵理论进行部件模型系统集成的计算机识别算法，构建以部件状态空间模型为基本单元的集中空调系统动态仿真平台；利用支持向量机高效智能学习功能对状态空间模型中的时变参数进行在线辨识，以提高动态模型自适应性能，满足实际空调控制系统的实时性要求。状态空间模型不仅为诸多先进控制方法在集中空调控制系统中的应用奠定良好的模型基础，其反映的部件模型内部状态信息还可为空调系统故障诊断提供重要的数据支持，将有助于空调系统智能控制及故障诊断技术的发展和完善，具有很好的理论和实际应用价值。

本项目利用现代控制理论中的状态空间建模方法对集中空调系统各关键部件（包括空气-水表面式换热器、制冷机组、冷却塔、输配管网及动力设备和空调房间）进行了系统动态建模，利用图论和结构矩阵理论对集中空调系统部件状态空间模型进行描述和结构特性分析研究，并深入研究了基于部件状态空间模型的集中空调系统集成模型，研究了基于状态空间模型的控制系统设计，同时还利用面向对象仿真技术开发了基于状态空间模型的集中空调系统部件动态响应仿真软件。