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变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来适应区域内负荷变化的一种空调系统,该系统凭借其灵活、节能、舒适的优点,成为国内外大型中央空调系统发展的主流。然而,由于系统本身所具有多回路、非线性、强耦合等特点,给变风量空调控制系统的设计和运行带来了困难。因此,变风量空调系统自动控制技术的研究和开发,具有重要的实践价值。本文主要研究了变风量空调系统的PID控制技术以及自抗扰控制技术,给出了系统的软硬件设计。主要内容包括:1.变风量空调子系统的模型研究。从对象机理出发,深入分析各变量的耦合关系,对变风量空调系统中的各种设备进行建模,包括:空调房间、变风量末端、变频器、风机、表冷器、水阀等环节。通过对各设备在设计工况附近进行泰勒级数展开,作近似线性化处理,得到了对应子系统的传递函数,为系统控制技术的研究奠定基础。2.结合自抗扰控制技术的基本原理和特点,给出了自抗扰控制器的离散算法。通过Simulink的S函数模块,建立自抗扰控制器的仿真模型。3.针对变风量末端装置,设计自抗扰控制器,实现房间温度控制。仿真结果表明:相比于PID控制,自抗扰控制技术能够很好地克服房间热负荷变化和外界环境扰动带来的影响,房间温度稳定在设定值附近,波动幅度较小。4.针对变风量空调控制系统中房间温度回路、送风温度回路和静压回路之间的强耦合作用,采用自抗扰控制技术进行解耦。分析发现,系统中的耦合均属于动态耦合,可以作为各自回路中的总扰动来估计并进行补偿。MATLAB仿真结果表明:自抗扰技术能够有效补偿系统中各回路间的相互耦合作用,保证系统的稳定运行。5.基于课题背景,设计了变风量空调系统控制系统的硬件。控制器以AT91SAM9261处理器为核心,结构完善,处理能力强,能够在该平台上实现PID、自抗扰控制等复杂算法。