原文传递
基于模糊控制的隧道节能通风控制系统研究
| 论文题名： | 基于模糊控制的隧道节能通风控制系统研究 |
| 关键词： | 隧道通风系统;模糊控制;T-S模糊辨识;节能设计;仿真模型 |
| 摘要： | 为保证长隧道内空气质量和行车安全，需要设置机械通风加速隧道内空气的流动。常规的隧道通风控制虽能满足隧道内的环境要求，但是能耗巨大。所以需要找到合适的控制策略来控制射流风机的开启，使得在隧道内污染物浓度不超过规定值的前提下，风机开启数最少，进而达到节能的目的。本文对隧道通风系统的控制策略做了研究，主要内容包括: (1)首先对隧道通风系统进行了一维分析，建立了隧道空气动力学方程和污染物一维运移方程，并且介绍了污染物运移方程的具体解法。 (2)利用FLUENT对隧道通风系统进行了仿真，说明了射流区的速度分布不均对隧道污染物的运移影响很小，在设计控制器时，只需计算风机的开启数，而不需考虑风机的选择。 (3)为了保证设计的控制器的有效性，取不同的风速和源项，利用FLUENT计算隧道内的最大污染物浓度值，并利用这些结果对隧道污染物一维运移方程进行修正，使其更接近实际情况。 (4)建立了基于模糊推理的隧道通风控制系统。模糊控制器的输入为车流量和CO浓度偏离值（CO实际浓度与CO设计浓度之差），输出为射流风机应开启台数。通过对隧道空气动力学方程和污染物运移方程进行分析，设计出CO浓度偏离值、车流量和风机应开启台数的隶属度函数。模糊推理时选择马丹尼法和最大最小合成规则。仿真结果表明:这样建立的模糊控制器在能耗方面优于常用的分段控制，但风机开启的频率较高。 (5)提出了基于T-S模糊辨识的隧道通风控制方法。首先基于模糊C均值聚类和递推最小二乘法建立隧道通风系统T-S模糊模型;然后利用这个辨识模型预测下一时刻CO最大浓度值，根据CO最大浓度不得大于其规定浓度这个条件，计算需要开启的风机数;最后对T-S模糊模型进行在线修正，保证其适应性。仿真结果表明:这种控制方式不仅能达到节能的目的，风机开启的频率也大幅度减小。 |
| 作者： | 周奎宁 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
