№65-15
Автоматичне керування температурою у приміщенні будівлі з використанням комбінованого регулятора
А.В. Бубліков1, О.О. Бойко1, Є.К. Воскобойник1, І.Ю. Колисниченко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 65:155-169
https://doi.org/10.33271/crpnmu/65.155
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Підвищення якості автоматичного керування температурою у приміщенні будівлі за рахунок сумісного використання оптимального за швидкодією та пропорційно-інтегрально-диференціального (ПІД) регуляторів.
Методика досліджень. Для дослідження автоматичного керування температурою у приміщенні будівлі використано імітаційне моделювання даного процесу. При цьому створена імітаційна модель системи автоматичного керування з використанням запропонованого комбінованого регулятору на основі оптимального за швидкодією та ПІД законів керування. Для доведення ефективності роботи системи автоматичного керування температурою у приміщенні за запропонованим алгоритмом за допомогою імітаційного моделювання досліджений перехідний процес на виході системи керування за умови різних ситуацій.
Результати дослідження. Доведена можливість ефективного використання різних типів регулятора для дискретного об’єкта керування зширотно-імпульсною модуляцією керуючого сигналу. Обґрунтовані параметри широтно-імпульсного модулятора керуючого сигналу з урахуванням інерційності об’єкта керування. Визначені залежності параметрів регулятора від характеристик перехідного процесу на виході системи керування для різних динамічних властивостей об’єкта керування.
Наукова новизна. Встановлено, що залежність часу перехідного процесу від часу перемикання між регуляторами є пропорційною та носить приблизно експоненціальний характер. У свою чергу залежність перерегулювання у перехідному процесі на виході системи керування від часу перемикання між регуляторами носить приблизно параболічний характер з мінімальним екстремумом.При цьому виявлені залежності є нестаціонарними та змінюють своє розташування відносно осей координат без зміни своєї форми за умови зміни параметрів об’єкта керування.
Практичне значення. Встановлені залежності параметрів регулятора від характеристик перехідного процесу на виході системи керування дозволяють для різних динамічних властивостей об’єкта керування визначити оптимальні параметри комбінованого регулятора за умови отримання найбільш швидкого перехідного процесу без перевищення допустимого перерегулювання керованої величини. Це дозволяє підвищити якість відпрацювання системою керування заданої користувачем термограми та, за рахунок цього, підвищити комфортність перебування у приміщенні. Крім того, за рахунок запобігання коливання керованої величини зменшуються питомі енерговитрати на опалення приміщення.
Ключові слова: температура у приміщенні, автоматичне керування, комбінований регулятор
Перелік посилань
1. Маслов,І. О.(n.d.)Електроопалення як енергоефективний захід. ТОВ “ДТЕК”
https://dtek.com/content/files/ihor-maslov.pdf
2. Бубліков,А.В., Заславський,О.М., Проценко,С.М.,&Ткачов,В.В. (2018).Розумні теплові поля: монографія.НТУ «Дніпровська політехніка».
http://ir.nmu.org.ua/bitstream/handle/123456789/153009/CD1008.pdf?sequence=1&isAllowed=y
3. Patel, P. (2021). White-Hot Blocks as Renewable Energy Storage? IEEE Spectrum.
https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/batteries-storage/could-storing-electricity-in-whitehot-blocks-give-supercheap-renewables-storage
4. Pau, G., Collotta, M., Ruano, A., & Qin, J. (2017). Smart Home Energy Management. Energies, 10(3), 382.
https://doi.org/10.3390/en10030382
5. Golinko, I. M. (2014). Optimal tuning of a control system for a second-order plant with time delay. Thermal Engineering, 61(7), 524–532.
https://doi.org/10.1134/S0040601514070039
6. Зайцев,Г.Ф.(1989).Теория автоматического управления и регулирования. – 2-е изд., перераб. и доп. Выща шк. Головное изд-во.
7. AniekanE.,I.,Ikechukwu, O., & Paul, S. (2019). Comparative Analysis of a PID Controller using Ziegler- Nichols and Auto Turning Method. International Academic Journal of Science and Engineering, 06(01), 51–66.
https://doi.org/10.9756/IAJSE/V6I1/1910005
