程 康 李绍勇 王 铎 赵春润

空调一次泵变流量冷冻水系统供回水压差PIλDμ控制器参数整定及其调节性能的研究

程 康 李绍勇 王 铎 赵春润

（兰州理工大学土木工程学院 兰州 730050）

供、回水压差对于空调一次泵变流量冷冻水系统（Primary Pump Variable Flow System of Air-Conditioning Chilled Water, ACCW-PPVFS）的水力平衡和适应空调用户侧冷负荷的动态变化是至关重要的。目前，其较多采用整数阶PID调节方式，这会导致出现供、回水压差的稳态误差、超调量较大和振荡过度等问题。鉴于此，本文提出了ACCW-PPVFS供、回水压差的分数阶PID（PIλDμ）分级调节方式和改进的生物地理学优化算法（Modified Biogeography-Based Optimization Algorithm, MBBOA）进行相应PIλDμ控制器参数整定的设计理念。首先，综合空调工艺要求和自动控制理论，对该ACCW-PPVFS供、回水压差控制系统中的各个环节，如供、回水压差被控对象、供、回水压差PIλDμ控制器（Fractional Order PID Controller for Pressure Difference between Supply and Return Water, PDSRW-FOPIDC）、变频水泵和旁通水流量执行器等建立传递函数。其次，通过对生物地理学优化算法中的迁移因子（Migration Factor）进行线性递减改变，构建出MBBOA，且对该PDSRW-FOPIDC参数进行整定，获取5个参数最优值。同时，采取分级控制策略，分别对一次泵和分、集水器之间的旁通执行器进行变频和旁通流量bypass的调节，以适应空调用户侧负荷的大、小需求和保证供、回水压差Δ等于其设定值Δset。最后，借助MATLAB中的Simulink工具，对该供、回水压差PIλDμ控制系统进行组态和数值仿真。结果表明：基于MBBOA的供、回水压差PIλDμ控制器参数整定和该供、回水压差PIλDμ控制系统在理论上是可行的，可适应空调用户侧冷负荷的动态变化，且满足Δ=Δset空调工艺的相关要求和维持水力平衡。……