基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)研究

陳偉

（西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院 四川省成都市 611756）

基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)研究

陳偉

（西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院 四川省成都市 611756）

電子膨脹閥是一種具有電子式調(diào)節(jié)模式的調(diào)節(jié)器件，是制冷系統(tǒng)中自動化溫度控制的重要組成部分，具有較強的自控能力?？梢院侠淼膶δ：齈ID控制器進(jìn)行使用，促使電子膨脹閥的控制技術(shù)可以有效的優(yōu)化，提高電子膨脹閥的溫度調(diào)節(jié)能力，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的成本。以下本就基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)展開探討，并著重對電子膨脹閥控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和模糊PID控制器算法的確定，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供參考，促使電子膨脹閥的控制水平和控制能力得到有效的提升，提高制冷系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)能力。

模糊PID控制；電子膨脹閥；優(yōu)化；控制技術(shù)

傳統(tǒng)的制冷裝置中，主要采用PID控制器對環(huán)境的溫度進(jìn)行控制，但是傳統(tǒng)的制冷裝置中，一些隱患是切實存在的，制冷效果不夠明顯，尤其是實驗室中，實驗室溫度不能得到控制，會影響實驗室的水平?？梢圆捎没谀：齈ID控制器的電氣膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)，促使制冷裝置的溫度控制水平可以得到有效的提升，從而使得制冷裝置的制冷效果和自動化控制水平，可以實時的對冷量輸出量進(jìn)行控制，并實現(xiàn)溫度過高的自動化控制水平，提高制冷裝置中的壓冷機組的運行效率。

1 基于模糊PID控制器的電子膨脹閥控制系統(tǒng)的相關(guān)概述

1.1 PID控制器

PID控制器是一種重要的維持系統(tǒng)，可以使得溫度、壓力、液壓等得到控制，并維持在所需求的數(shù)值上，促使相關(guān)的工藝流程和技術(shù)等能夠得到順利的實現(xiàn)?；谀：齈ID控制器的電子膨脹閥控制系統(tǒng)主要是對PID控制器的溫度維持能力進(jìn)行應(yīng)用，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)信息輸出更加準(zhǔn)確的調(diào)整輸入值，從而使得制冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)運行效率和運行質(zhì)量能夠得到有效的提升，促使制冷裝置的制冷效果可以滿足相關(guān)工藝的實際需求。

1.2 電子膨脹閥

電子膨脹閥是一種可以適應(yīng)溫度較低情況的調(diào)節(jié)器件，如果外界環(huán)境溫度較低時，電子膨脹閥仍舊可以處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，促使制冷系統(tǒng)的流量可以得到有效的控制，促使溫度控制合理。電子膨脹閥可以對過熱的溫度進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)過熱設(shè)定值進(jìn)行控制，規(guī)避制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器表面的結(jié)霜情況，提高制冷系統(tǒng)的制冷功能。此外，電子膨脹閥的實際使用，可以有效的提高制冷系統(tǒng)的能源使用質(zhì)量，可以達(dá)到節(jié)能的效果，促使智能系統(tǒng)更加滿足環(huán)境的實際需求。

2 基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

基于模糊PID控制器的電子膨脹閥控制系統(tǒng)在對模糊PID在使用的同時，對電氣膨脹閥與PLC進(jìn)行綜合使用。

（1）PLC控制器，主要是對室內(nèi)的溫度等進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)所收集的環(huán)境實際溫度，并對PID的輸出值進(jìn)行計算，從而獲得最優(yōu)的過熱模糊PID的輸出值，并根據(jù)各類輸出值的實際情況，結(jié)合輸出上限，獲得PID的有效輸出值。PLC控制器是促使基于模糊PID控制器的電子膨脹閥控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障，是優(yōu)化控制技術(shù)中不可或缺的重要部分。

（2）PID控制器使用過熱度PID調(diào)節(jié)器與環(huán)境溫度PID調(diào)節(jié)表，主要是根據(jù)環(huán)境的實際情況進(jìn)行制冷量的控制，制冷量的控制主要是根據(jù)PID的輸出值進(jìn)行設(shè)定，在獲得最優(yōu)過熱度模糊PID的輸出值后，通過PLC控制傳輸?shù)接嬎阆到y(tǒng)。

（3）結(jié)合最后得出的輸出值，由電子膨脹閥對輸出值進(jìn)行應(yīng)用，從而有效的實現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的控制，促使制冷系統(tǒng)可以達(dá)到，預(yù)期的溫度調(diào)節(jié)效果，促使溫度可以符合相關(guān)工藝流程和實驗需求。

（4）模糊控制器，是在PID控制器的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)對三個電子膨脹閥的不同控制，從而有效的實現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的制冷量控制，促使溫度的控制的有效性與可靠性。模糊控制其可以實現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的模糊邏輯控制，配合PID調(diào)節(jié)控制，有效的提高控制質(zhì)量。

較比傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)表控制的方式，實現(xiàn)了對溫度的控制，基于模糊PID控制器的電子膨脹閥控制技術(shù)的應(yīng)用，促使制冷系統(tǒng)的溫度控制水平可以得到有效的提升，在規(guī)避蒸發(fā)裝置表面結(jié)冰的情況下，還可以有效的實現(xiàn)對制冷機組的過熱控制，在提高控制系統(tǒng)運行效率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對制冷裝置的保護(hù)，規(guī)避安全隱患的發(fā)生。

3 基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計

通過基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的實現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)能力，促使制冷系統(tǒng)結(jié)合環(huán)境溫度和過熱溫度，實現(xiàn)模糊邏輯判斷，從而有效的實現(xiàn)對制冷系統(tǒng)的溫度控制，通過對系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)模糊PID控制與電子膨脹閥的優(yōu)化控制。

3.1 模糊PID控制器設(shè)計

模糊PID控制器是實現(xiàn)對電子膨脹閥控制的重要組成，在實際的應(yīng)用階段，需要科學(xué)的對模糊PID控制器進(jìn)行設(shè)計，促使其可以有效的實現(xiàn)對電子膨脹閥的控制，促使制冷系統(tǒng)的制冷量合理。模糊PID控制器，主要是由模糊控制器與PID調(diào)節(jié)器共同組成的為了實現(xiàn)模糊PID控制器的設(shè)計，需要對PID控制器的算法進(jìn)行設(shè)計，算法需要滿足控制器的輸出與輸入成正比的原則，在獲得算法后，采用二輸入三輸出的方式對電子膨脹閥進(jìn)行控制，而且模糊邏輯控制，還能對多個電子膨脹閥進(jìn)行控制，有效的提高了制冷系統(tǒng)的控制水平。

3.2 模糊PID控制器的PID參數(shù)選擇

為了提高基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)的有效性，需要科學(xué)的對PID參數(shù)進(jìn)行選擇，需要根據(jù)制冷系統(tǒng)中的制冷機組的情況，促使其可以滿足制冷系統(tǒng)的實際需求。在進(jìn)行參數(shù)的確定時，可以結(jié)合Matlab對參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，Matlab的工具箱中，具有可完成PID參數(shù)設(shè)計的工具，實現(xiàn)對PID參數(shù)的設(shè)置，促使基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)得以實現(xiàn)，提高制冷系統(tǒng)的控制水平。

4 結(jié)束語

制冷系統(tǒng)是促使環(huán)境溫度能夠達(dá)到工藝需求或是實驗需求，為了提高制冷系統(tǒng)的控制質(zhì)量和控制水平，需要合理的基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)的應(yīng)用，促使室內(nèi)溫度可以得到有效的控制，促使其滿足工藝和實驗的需求。而且，景觀對基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制系統(tǒng)的驗證，結(jié)合實驗結(jié)果，獲得基于模糊PID控制器的電子膨脹閥優(yōu)化控制技術(shù)的具有良好的有效性，并可以達(dá)到節(jié)能的效果，提高制冷系統(tǒng)的有效性。

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TB65

A

1004-7344（2016）09-0223-01

2016-3-10

陳偉（1993-），男，漢族，浙江臨海人，在讀本科，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。