数字多联变频空调控制与检测系统设11.doc
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1、数字多联变频空调控制与检测系统设11 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途电子科技大学 毕业设计(论文)论文题目: 数字多联变频空调控制与监测系统设计 教学中心:电子科技大学网络教育学院 指导老师:宋 伟 职 称:高级工程师 学生姓名:李东东 学 号:V08700742105专 业:电子信息工程 电子科技大学网络教育学院制 2010年10月20日摘要针对居民对住房环境的改善,空调要求的逐渐提高,设计了一套功能强大的数字电机控制与检测系统,可根据实际需要选择控制交流感应电机或直流无刷电机,其中交流电机采用矢量SVPWM技术,而直流无刷电机采用无位置传感器的反电势过零检测技术,并采用优化P
2、WM技术,提高电机效率,抑制谐波。并可根据需要扩充检测系统,检测系统运行中的各项数据,并与Pc通信将数据传送到Pc进行处理和分析,以利于系统的改进和优化。针对制冷系统具有滞后大、非线性的特点,采用模糊逻辑PID控制技术运用不确定不精确的模糊信息来决策实现成功的控制.对系统压缩机转速的控制和电子膨胀阀开度的控制都采用FuzzyPID复合控制,当误差较大时采用模糊控制,而误差较小时采用PID控制,从而既保证动态响应效果,又能改善稳态控制精度,使模糊控制器和PID调节器共同合成控制作用.并对变频空调单片机测控系统进行了抗干扰设计关键词:变频空调。变频器。模糊控制。PID控制。单片机控制。系统仿真。空
3、调温度检测。Abstract Housing for the residents to improve the environment, a gradual increase in airconditioning requirements, design a set of powerful digital motor control and detection system can be based on actual need to select the control AC induction motor or brushless DC motor, AC motor in which t
4、he use of vector SVPWM technique , and the use of brushless DC motor sensorless back-EMF zero crossing detection and the use of optimized PWM technology to improve the electrical efficiency of harmonic suppression。 And in accordance with the need to expand the detection system, detection system in t
5、he operation of the various data and communication with Pc to Pc data to be processed and analyzed in order to facilitate system improvement and optimization。 Refrigeration system has lagged behind for large, nonlinear characteristics, the use of fuzzy logic PID control technology using fuzzy uncert
6、ainty inaccurate information to decision-making to achieve successful control.Housing for the residents to improve the environment, a gradual increase in airconditioning requirements, design a set of powerful digital motor control and detection system can be based on actual need to select the contro
7、l AC induction motor or brushless DC motor, AC motor in which the use of vector SVPWM technique , and the use of brushless DC motor sensorless back-EMF zero crossing detection and the use of optimized PWM technology to improve the electrical efficiency of harmonic suppression. And in accordance with
8、 the need to expand the detection system, detection system in the operation of the various data and communication with Pc to Pc data to be processed and analyzed in order to facilitate system improvement and optimization. Key words: inverter air conditioner data detection converter fuzzy control PID
9、 control singlechip microcomputer control system simulation air conditioner temperature detection本文为互联网收集,请勿用作商业用途本文为互联网收集,请勿用作商业用途目 录第一章 绪言4第二章 测试测量技术 4第三章 系统结构 5第一节 开关电源电路 6第二节 电源滤波器电路 6第三节 直流压缩机位置检测电路 7第四节 空调温度检测电路 7第四章 变频空调单片机测控系统的抗干扰设计13第一节 系统设计问题 13第二节 变频空调设计及应用 14 第三节 变频空调的优点17结束语 19谢辞 20参考文献
10、 21第一章 绪言随着空调器使用的日益普遍,人们更加重视空调器性能的提高。变频式空调器以能效比高、调温快、使用舒适、节能显著的特点,一出现就受到人们的青睐,特别是应用了模糊控制技术,使其显出更加突出的优势。目前国内空调器市场的竞争日益激烈,若想在激烈的市场竞争中占有一席之地,就必须具有舒适、节能、能效比高等特点,研制具有低成本的节能变频空调也就成为了未来空调市场的发展趋势. 本课题设计了变频空调器的电气控制系统,电控系统的作用是根据房间温度的变化以及用户的要求去控制空调器的运转部件压缩机和风扇电机等,使室温合乎理想要求。电控系统分为室内机和室外机两部分设计。室内机、室外机各用一个单片机进行控制
11、,二者通过通讯线进行通讯,以传递和交换信息。室内机主要包括遥控器信号的接收电路,室内温度的检测电路,风扇电机控制电路和风门步进电机控制电路等,室内机的作用是完成温度的检测和温度的模糊控制运算等,对各部分电路进行控制,把空调器产生的冷空气或热空气传到室内的不同区域,实现均匀调节房间温度的目的.室外机包括变频器电路、风扇控制电路、四通阀控制电路、温度检测电路和保护电路等。变频器电路采用智能功率模块,利用专用单片机对其进行控制,使变频电路结构简洁、性能可靠。室外机的作用是对室内机送来的控制信号进行分析,根据室外机的工作状态,通过变频器对压缩机转速进行控制,从而达到制冷或制热功率的调节,并对室外风扇电
12、动机、电磁四通阀进行控制,对各种保护电路予以监测.然后在硬件电路设计的基础上,编制了室内、外机的系统控制软件。最后进行了系统的软硬件调试,从而完成整个电控系统的设计. 由于室温控制系统具有大滞后、时变性、非线性等特点,精确数学模型难以建立,传统PID控制方法效果差.所以选定模糊控制方案,设计了二维模糊温度控制器。然后针对常规模糊控制器主观性较强的缺点,提出了一种适于实时控制的模糊PID温度控制器,并通过仿真验证了这一方法的合理性。 本文为互联网收集,请勿用作商业用途个人收集整理,勿做商业用途第二章 测试测量技术变频系统以其节能和舒适的特性优势已成为空调市场上的主流,且随着其技术的深入,一拖二、
13、一拖多系统也大量出现使变频产品更加成熟和全面.在随着居民的生活水平的提高,住房环境的改善,每户对空调的需求要求越来越高,传统的单体一拖一空调由于安装不便,破坏居住环境的美化。针对这一问题,设计了一套功能强大的数字电机控制与检测系统,可根据实际需要选择控制交流感应电机或直流无刷电机,其中交流电机采用矢量SVPWM技术,而直流无刷电机采用无位置传感器的反电势过零检测技术,并采用优化PWM技术,提高电机效率,抑制谐波.在制冷系统中的节流采用电子膨胀阀,用Fuzzy PID算法对电子膨胀阀开度和压缩机转速进行控制,从而使系统控温精度高,制冷效率高,功耗低。并可根据需要扩充检测系统,检测系统运行中的各项
14、数据,并与Pc通信将数据传送到Pc进行处理和分析,以利于系统的改进和优化。 针对制冷系统具有滞后大、非线性的特点,存在很多不确定的外界因数,难以建立准确的数学模型,不能很好地控制。采用模糊逻辑PID控制技术可以模仿人的思维方法,运用不确定不精确的模糊信息来决策实现成功的控制。对系统压缩机转速的控制和电子膨胀阀开度的控制都采用FuzzyPID复合控制,当误差较大时采用模糊控制,而误差较小时采用PID控制,从而既保证动态响应效果,又能改善稳态控制精度,使模糊控制器和PID调节器共同合成控制作用。PID基本算法的基本思想是:控制器的输出是与控制器的输入(误差)成正比,与输出的积分成正比和与输入的导数
15、成正比的这三个分量之和。第三章 系统结构本系统为一个多联空调控制与检测系统,系统有一个室外热交换器和N个压缩机(根据需要可采用两个压缩机),具有三台及三台以上的室内侧装置。本次开发的基于DSP56F805的数字多联变频空调控制与检测系统主要针对三台室内机(50、25A、25B)的系统。频压缩机可根据需要选择交流、直流变频压缩机,两个PWM模块中的PWMA控制压缩机电机,可为交流感应电机或直流无刷电机,而PWMB用来控制室外风机电机,也可为交流感应电机和直流无刷电机。并可根据需要在外界EEPROM中设定电机类型参数、控制参数等。室内侧流量的分配通过调节各个室内机对应的电子膨胀阀开度,即电子膨胀阀
16、的步进电机的运行步数来控制,使其达到最佳节流效果提高整个系统的运行效率.在制冷工况下,旁通电子膨胀阀关闭,在制热工况下,由于电子膨胀阀本身的泄密性,需调节旁通电子膨胀阀来辅助各室内机对应电子膨胀阀的节流。在系统中DSP据各室内机的运行状况和检测温度,并根据室外侧的运行状况和检测温度来确定整个系统的运行,并确定故障和保护运行处理。室内机电子膨胀阀25A室内机电子膨胀阀25B室内机电子膨胀阀旁通电子膨胀阀速,同时也可以跟据室内外机的运行情况,调节电子膨胀阀的开启度、自动调节制冷剂流量,使每台室内机流量分配均匀,提高整个系统的效率并完成与各室内机的数据交换。其硬件电路如图2,主要包括:开关电源电路、
17、电源滤波器电路、直流压缩机位置检测电路、电流电压检测电路、外部开关信号检测电路、与室内机通讯电路、温度检测电路、电子膨胀阀驱动电路等。下图1为变频空调电控系统的示意图:第一节 开关电源电路根据系统设计要求,需要33V、5V、两路12V隔离电源。因此设计了一个开关电源电路.开关电源模块设计原理如下:220 V交流市电经过D1、D2、D3、D4整流滤波得到的直流电压,提供变压器初级绕组工作电压,开关电源起振后,开关电源次级输出电压由光耦Q1齐纳二极管Z1直接取样.电压值由齐纳二极管和光耦及电阻R66的压降决定,调整变压器匝数比和齐纳二极管的值,可以调整次级输出电压,这样系统芯片电源与强电通讯电路隔
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