模糊控制技术在变频空调器中的应用

作者：长沙湖南商学院信息工程与信息管理系统（410205）周 鲜 来源：《电子技术应用》 摘要：对变频式空调器的工作原理和模糊控制技术在变频式空调器中的应用进行了入探讨，并分析了其硬件系统的结构和软件系统的设计。 关键词：空调器 变频 模糊控制 硬件系统 软件系统 空调技术的目标就是为要人们创造一个舒适的环境,但从室内而言，怛温环境并非是卫生和舒适的标准环境。因为除了温度以外，还有湿度、空气流速等多种因素影响到舒适的程度。而常规空调系统大多采用简单的机械温控开关来设定控制温度，通过压缩机的停开来实现空气调节系统的恒温控制。这种以温度为变量的行方式一方面忽略了影响人体舒适感的多因素性；另一方在由于压缩机频繁的起动和停止，不仅压缩机易损坏，且将造成一定的能量损耗。而采用模糊挖掘的变频式空调器，可以自动根据室内的热环境因素调节压缩机的转速，为人们创造一个舒适环境；同进也有利于节约电能，延长压缩机使用寿命。 1 变频空调器的工作原理 变频空调器采用由变频压缩机、电子膨胀阀、室内外换热器和风机系统构成的可变容量制冷系统，该系统主要完成三大调节功能，即压缩机功率调节、制冷剂流调节和热交换器能力的调节。其中压缩机功率调节由变频器完成，制冷剂流则由电子膨胀阀调节，而热交换能力由风扇调节。 变频空调器采用模糊控制技术输入作模糊技术处理后，可实现对多变量的动态控制，其控制关系如图1所示。它包括三个输入量：室内温差及其随时间的变化率，室内热换器管壁的温度及其时间的变化率，室外热换器管壁的温度及其随时间的变化率。输出量包括对空调器和制冷、制热、除湿、化霜、风向、风量等功能实行智能化控制. 变频空调器的工作原理可参见图2，它可分为模糊输入接口、模糊推理判别决策机构和模糊输出接口三个部分。 模糊输入接口主要功能是根据本次采样得到的系统输出值，计算所选择的系统输入变量，并输入变量的精确值变为模糊量，即将在被控系统的温度差及温度差变化率的精确值转化为模糊量，以便进行模糊推理和决策。 模糊决策机构的主要功能是根据输入变量的模糊量和模糊推理规则表推出控制决策。 模糊输出接口的主要的功能是把经模糊推理决策后所得的模糊控制量转化为精确量，去控制压缩机的转速。 2 模糊控制在变频空调器中的实现 变频空调器的控制器在自动工作方式下，根据温度和温差变化率推断出变频器的工作频率，进而控制压缩机的运行速度。 2.1 精确量的模糊化 本系统采用目前广泛采用的二维模糊控制器。设模糊变量为：e（温差）、de/dt（温差变化率）、?（输出量）。相应的模糊语言变量取值为： e={负大（nb），负小（ns）,零（zo），正小（ps），正大（pb）} △e＝{负高（nh）, 负低（nl），零（zo），正低（pl），正高（ph）} } ?＝{零（zo），低（l），高（h），最高（mh）} 精确量的模糊化主要是求各词集成的隶属函数。 2.2.1 温差模糊子集的隶属函数 可将温差论域划分为7档{-3，-2，-1，0，1，2，3}，通过统可得模糊变量e的统计表，如表1所示。 2.2.2 温差变化率模糊子集的隶属函数 设温差变化论域划分为7档{-3,-2,-1,0,1,2,3}，通过统计可得模糊量de/dt的赋值表，如表2所示。 2.2.3 输出量模糊子集的隶属函数&n