段征，尹岗

（内蒙古工业大学 内蒙古 呼和浩特 010000）

本文主要研究方面是对于控制计量表的集中供热系统，该课题主要研究目标是供热系统的用户假若装有热量表，调节室内的流量阀后，可一直处于最适宜的温度环境下即流量阀全开不可以出现，室内温度仍然较低的现象，也不能流量阀开关量最小出现的情况下，室内温度仍旧很高的情况[2]。讲解模糊控制发展史以及关于设计模糊控制器的理念。详细说明本文主要研究对象，集中供热模糊控制器的设计过程。利用MATLAB模糊工具箱对设计完成的模糊控制器进行仿真，对结果进行分析。

1 集中供热系统

所谓的城市中央供暖，即在锅炉房区域作为热源或热与动力装置，通过其热网的热输出，热传递到用户需要满足这些温热用户需求。中央加热的主要任务是满足的前提下，对热用户的需求，尽可能降低成本和减少污染[3]。中央加热系统，换热站已经发挥了核心作用，换热站简图如图1所示。

图1 系统总体结构图Fig.1 The overall structure of System

在中央加热系统，连接热源和热交换站用户的方面是它的热水管网，网络和副网络一起形成的加热系统的供水网络，一级网络连接到所述热源和变化装置热水管网站；二级网络的连接站，换热器的热水管网的用户。站之间的热传递是在一级网络和副网络，并配有相关的设备和用户连接。换热站是由：热锅炉，热交换器，循环泵，给水泵，热水填充罐，阀，旁通阀和仪表，温度传感器，警报装置等[4]。

非变频调速循环水泵调节，此种方法主要是应用对一次供水网中阀门的调节，从而调节管道中流量的方法进行调节，分为间接连接系统和直接连接系统两种方式，如图2，图3所示。

图2 换热站间接连接系统Fig.2 The heat exchange station indirect connection system

图3 换热站直接连接系统Fig.3 The heat exchange station directly connected system

1）补水泵的转速与频率的关系：

n=60f（1-S）/P

式中:n-补水泵的转速，单位为r/min；

f-换热站电源的频率；

3 肠内营养制剂的输注方式 肠内营养制剂可通过一次性输入、间歇性重力滴注或连续性泵入的方式输注。一次性输注的优点在于不受连续输注的约束，有类似正常膳食的间隔。间歇滴注比连续泵入有更多活动时间。连续泵入适用于危重症、十二指肠或空肠造口喂养的患者。应根据患者具体情况选择合适的输注方式。

s-补水泵采用异步电机的转差率；p-补水泵的极对数。

2）电机的流量，功率和叶轮转速之间的关系：

式中:G-管道内热水的流量，单位为m3/h；

P-电机的功率，单位为kW；

n-电机叶轮的转速，单位为r/min；

2 模糊控制

所谓模糊控制是指在自然语言陈述出控制策略，或专家根据经验和大量的实际运行数据采集，总结了控制规则，输入电脑，利用电脑辅助进行控制反对自动控制。

这里只介绍作者所使用的模糊控制器类型Mamdani型，控制器基本组成如图4所示。

集中供热系统控制器的设计数据，测试数据是2009年由公司提供的内蒙古电加热系统热电热的一年，后来以验证数据控制器的精度为先导区的蓬勃发展提供了笔者的热交换期六天实地考察热站，收集获得270个数据。

1）模糊控制器结构的确定

图4 Mamdani二维模糊控制器原理图Fig.4 The principle diagram of the Mamdani two-dimensional fuzzy controller

由于用户从热力公司获取的供热热量的影响因素主要有：供热管道内热水的压力；室外温度；热水的流量供热管道内；供水温度。

2）数据幅值和增量的约束

作者引用了大量的数据，两个相邻的数据往往差别不大，但情况会出现较大的偏差，这是因为外部环境变化较大，导致跳读数发生后，总结出一个可能的跳跃点，除了限制的大小，数据的调整值了科学的预测，使之更加自满。

3）输入，输出量模糊分布的定义

模糊控制器组建的重要部分是规则建立，本课题应用探究系统批量的输入一输出数据，而且应用总结的方法对数据进行分析进而建立控制器的模糊规则，总结归纳全年供热数据，分别处理系统输入和输出数据，最终得到控制器模糊规则。

3 集中供热模糊控制器的MATLAB仿真

仿真是基于相似理论，控制论，信息技术和相关知识为基础的各种物理设备和计算机为工具，用实际系统的系统模型，该技术的综合实验研究，该系统包括实体模型和数学模型的模型，基于计算机的模拟，通过数值计算，数据分析，最终实现集中供热MATLAB仿真模糊控制器的实时系统的试点研究的目的[6]。

鉴于前期工作已经筹备完全，此刻可以对前期的准备工作输入到MATLAB工具箱对模糊控制器进行建模和仿真。

所建立的模糊控制器，输送到MATLAB的Simulnk工作空间中，将所有元件放入Simulink仿真空间后进行连线，建立仿真框图如图5所示。

4 结 论

非线性，时变性是集中供热系统[7]所具有的特性，随机干扰以及不确定的对象模型参数也是其重要特性之一，所以该设计使用现场得到的采集数据作为基础，将真实数据和仿真数据进行对比，结果表明两条曲线产生较好重合度，高精度计算结果，可以完全满足集中供热系统，进一步提高了模糊控制器的研究理解能力，使模糊规则的科学性更具有说服力，这种数据的处理方法提升了系统精度，这与常用的模糊规则的制定方法存在着不同之处。

图5 集中供热模糊控制器Simulink仿真框图Fig.5 The central heating fuzzy controller Simulink block diagram

图6 集中供热模糊控制器仿真系统输入输出曲线Fig.6 The central heating fuzzy controller simulation system input and output curve

图7 计算数据与实际数据对比曲线Fig.7 The calculated data and actual data contrast curve

[1]贺平.论我国集中供热技术发展趋向的几个主要问题区域供热[J].区域供热，1992（3）:6-11.HE Ping.Talk about the our country the central heating district heating technology development trend of several main problem[J].Journal of District Heating，1992（3）:6-11.

[2]李先瑞.城市集中供热发展成就和发展展望[J].中国建设信息供热制冷，2002（l）:39-42.LI Xian-rui.Urban central heating the development achievements and development prospect of[J].China construction information heating refrigeration，2002（l）:39-42.

[3]赵伯英.供热工程[M].北京:冶金工业出版社，1988.

[4]李善化，康惫编.集中供热设计手册[M].北京:中国电力出版社，1995.

[5]贺平.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社，1993.

[6]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京:清华大学出版社，1994.

[7]刘颖.节能型供热温度控制器设计[J].电子科技，2013（6）:73-76.LIU Ying.Design of energy-saving heating temperature controller[J].Electronic Science and Technology，2013（6）:73-76.