摘 要 醫(yī)療建筑中的手術(shù)室、ICU、CCU等科室都對(duì)空氣潔凈度、溫度、濕度有嚴(yán)格限制。
文章提出了一種基于模糊控制技術(shù)的應(yīng)用于醫(yī)療建筑變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)控制的方法，探討了空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)方案，使系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
關(guān)鍵詞
醫(yī)療建筑 變風(fēng)量 工控機(jī) 模糊控制
Abstract
Many departments of the hospital there are strict limits on air cleanliness, temperature, humidity, such as operating room, the ICU, CCU, intensive care unit and other. In this paper, we propose a method that Controlled variable air volume air conditioning system based on fuzzy control technology used in the medical building. The same time, we discussed the air-conditioning automatic control system hardware and software design, so as to achieve the purpose of energy saving.
Keywords
Medicl building Variable Air Volume Industral Fuzzy control
一、引言
在科技日益發(fā)展的今天，醫(yī)療建筑中對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量有嚴(yán)格規(guī)定的場(chǎng)所越來(lái)越多，要求也越來(lái)越高。
譬如，醫(yī)療建筑中的手術(shù)室、ICU、CCU等科室都對(duì)空氣潔凈度、溫度、濕度有嚴(yán)格限制。
對(duì)于精確的控制參數(shù)，普通的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)存在反應(yīng)緩慢、控制誤差大的缺點(diǎn)，很難滿足使用要求。
而變風(fēng)量系統(tǒng)應(yīng)用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，通過(guò)改變送風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)室溫，具有靈敏度高、反應(yīng)快、控制準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
為了保證醫(yī)療建筑重要場(chǎng)所空調(diào)系統(tǒng)工作的可靠性，通常輔以自動(dòng)化程度較高的DDC等工控設(shè)備進(jìn)行控制管理，使其系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
二、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)形式及流程
系統(tǒng)主要有送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、粗效過(guò)濾器、加濕器、加熱器、表冷器及一定數(shù)量的電動(dòng)閥門(mén)、風(fēng)管組成。
室內(nèi)空氣經(jīng)由回風(fēng)機(jī)，將室內(nèi)空氣吸入空調(diào)機(jī)組，排出部分空氣后與室外新風(fēng)混合先后送入粗效過(guò)濾器、表冷器（夏季用）、加熱器（冬季用）、加濕器（冬季用）進(jìn)行處理，再經(jīng)送風(fēng)機(jī)、中效過(guò)濾器送入室內(nèi)（見(jiàn)圖1）。
三、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)工作原理
由空氣調(diào)節(jié)原理可知，某一空間內(nèi)的溫度若要發(fā)生改變，必須施加外界影響因素使空間內(nèi)的空氣熱流量產(chǎn)生變化。
降低室內(nèi)溫度需送入的冷氣量為：
Q=C?P?L（tn-ts）
式中C：空氣比熱容［kj／（kg?℃）］
P：空氣密度（kg／m3）
L：送風(fēng)量（m3）
tn：室內(nèi)溫度（℃）
ts：送風(fēng)溫度（℃）
Q：吸收室內(nèi)的熱流量（kw）
由上式，設(shè)L為一常數(shù)，如果吸收相同的熱流量，改變送風(fēng)溫度，可以改變熱流量Q的值。
ts值越小，吸收熱流量Q的值越大，調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度就可以適應(yīng)室內(nèi)熱負(fù)荷變化。
目前普遍使用的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)就是依
廣東深圳專業(yè)醫(yī)用設(shè)備器材工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)人性化設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用此原理，根據(jù)回風(fēng)溫度控制表冷器回水閥的開(kāi)度來(lái)控制送風(fēng)溫度，達(dá)到調(diào)節(jié)室溫的目的。
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)則是另辟蹊徑，不是改變送風(fēng)溫度而是通過(guò)改變送風(fēng)量來(lái)維持室溫恒定。
設(shè)送風(fēng)溫度ts為一常數(shù)，改變送風(fēng)量L可以獲得不同的Q值來(lái)調(diào)節(jié)室溫。
工程實(shí)踐中通常使用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制送風(fēng)量。
空調(diào)系統(tǒng)中所用風(fēng)機(jī)為交流三相異步電動(dòng)機(jī)，若改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，僅僅改變頻率f是不夠的，同時(shí)還要改變電壓U，使U／f保持恒定。
所以，變頻器通常在改變頻率的同時(shí)改變電壓幅值。
四、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制要求
（一）系統(tǒng)風(fēng)量的自動(dòng)控制
本系統(tǒng)為單區(qū)系統(tǒng),取末端70％～100％管道靜壓作控制主參數(shù),根據(jù)參數(shù)變化調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
當(dāng)房間內(nèi)熱負(fù)荷需要增加或減少時(shí)，管道靜壓傳感器將風(fēng)壓變化測(cè)出，反饋回變頻器輸入環(huán)節(jié)，變頻器控制單元根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增加或減少風(fēng)量。
當(dāng)室內(nèi)熱負(fù)荷逐漸到達(dá)設(shè)定值時(shí)，管道靜壓傳感器恢復(fù)常態(tài)，系統(tǒng)取得新的平衡。
（二）回風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制
回風(fēng)機(jī)正常情況下與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖隨動(dòng)，并且其回風(fēng)量要小于送風(fēng)量。
風(fēng)機(jī)采用風(fēng)量追蹤控制，取送、回風(fēng)機(jī)進(jìn)出口壓差信號(hào)作控制參數(shù)，當(dāng)壓差超出設(shè)定值時(shí)，調(diào)整回風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持送、回風(fēng)機(jī)固定壓差。
（三）相對(duì)濕度的自動(dòng)控制
控制方式為二位式調(diào)節(jié)，通過(guò)改變送風(fēng)含濕量來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)相對(duì)濕度。
通常取回風(fēng)相對(duì)濕度作控制參數(shù)來(lái)決定加濕器的啟停。
（四）新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、排風(fēng)閥的自動(dòng)控制
為了保證室內(nèi)空氣清新度，送風(fēng)應(yīng)包含一定數(shù)量的新風(fēng)，回風(fēng)量中有
廣東深圳專業(yè)便攜式監(jiān)護(hù)儀產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司移動(dòng)服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵因素70％要排出系統(tǒng)，新風(fēng)只利用總量30％，所以按比例調(diào)整風(fēng)道電動(dòng)閥的開(kāi)度，就可以滿足送風(fēng)質(zhì)量要求。
（五）系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)
變風(fēng)量系統(tǒng)為完成自控要求，需要實(shí)時(shí)檢測(cè)各項(xiàng)性能參數(shù)，內(nèi)容主要包括：
1.模擬量輸入：新風(fēng)溫濕度傳感器、回風(fēng)溫濕度傳感器、處理后送風(fēng)空氣的溫濕度傳感器、空間溫濕度傳感器；
2.模擬量輸出：表冷器、加熱器的三通調(diào)節(jié)閥、蒸汽加濕器調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)閥；
3.開(kāi)關(guān)量輸入：送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、回風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、送回風(fēng)機(jī)的過(guò)載報(bào)警、過(guò)濾器過(guò)阻報(bào)警、防火閥報(bào)警；
4.開(kāi)關(guān)量輸出：送風(fēng)機(jī)啟停、回風(fēng)機(jī)啟停、各信號(hào)指示燈。
（六）DDC控制器必須完成主要
廣東深圳專業(yè)醫(yī)療器械外形工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)電子醫(yī)療文檔在跨區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)共享的探討功能
1.空調(diào)區(qū)域溫濕度檢測(cè)與顯示，根據(jù)空調(diào)區(qū)域的面積采用若干個(gè)溫度/濕度傳感器將其信號(hào)取平均值計(jì)算；
2.空調(diào)區(qū)域溫度濕度的自動(dòng)控制；
3.表冷器或加熱器上三通閥開(kāi)度電動(dòng)風(fēng)閥開(kāi)度，能在現(xiàn)場(chǎng)控制柜上顯示及手動(dòng)調(diào)節(jié)；
4.新風(fēng)溫度濕度檢測(cè)與顯送，回風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)機(jī)/停機(jī)顯示；
5.送回風(fēng)機(jī)啟停控制，可自動(dòng)啟停風(fēng)機(jī)也可在控制器上手動(dòng)啟停風(fēng)機(jī)；
6.送回風(fēng)機(jī)的過(guò)載故障報(bào)警；
7.送回風(fēng)機(jī)與防火閥聯(lián)鎖，發(fā)生火災(zāi)時(shí)防火閥報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉送回風(fēng)機(jī)與風(fēng)閥；
8.過(guò)濾器過(guò)阻報(bào)警，提醒運(yùn)行操作人員及時(shí)清洗更換過(guò)濾器；
9.自動(dòng)調(diào)節(jié)表冷器或加熱器上的三通閥和電動(dòng)風(fēng)閥的開(kāi)度，以調(diào)節(jié)冷凍水的流量和新風(fēng)與回風(fēng)的比例；
10.與中央管理微機(jī)通訊，接受管理微機(jī)的管理指令并發(fā)送出管理微機(jī)所需要的數(shù)據(jù)。
五、模糊控制理論基礎(chǔ)
模糊控制是一種以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量以及模糊邏輯推理為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的新型計(jì)算機(jī)控制方法。
它是一種非線性控制，屬于智能控制的范疇，而且已成為目前實(shí)現(xiàn)智能控制的一種重要而又有效的形式。
模糊控制是在總結(jié)人的控制行為，遵循反饋及反饋控制的基礎(chǔ)上，把人的控制行為規(guī)律用模糊語(yǔ)言固化為模糊控制規(guī)則從而進(jìn)行控制的一種方式。
在傳統(tǒng)模糊控制基礎(chǔ)上引入了控制領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的PID控制與模糊控制器進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，克服了單純采用模糊控制精度低、消除穩(wěn)態(tài)誤差能力差的缺點(diǎn)，能夠提高空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，達(dá)到高效節(jié)能的效果。
由于模糊控制不是基于被控系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上的，因此，對(duì)那些用經(jīng)典控制方式不能取得很好效果的具有非線性、時(shí)變性、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)的系統(tǒng)，往往能收到令人滿意的效果。
（一）模糊控制系統(tǒng)的基本組成
模糊控制算法是一種新型的計(jì)算機(jī)控制算法，因此，模糊控制系統(tǒng)具有數(shù)字控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)形式，其系統(tǒng)組成如圖2所示。
模糊控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，實(shí)際上是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，主要完成輸入量的模糊化、模糊關(guān)系運(yùn)算、模糊決策以及決策結(jié)果的反模糊化處理（精確化）等重要過(guò)程。
輸入/輸出接口電路主要包括前向通道中的A/D轉(zhuǎn)換電路以及后向通道中的D/A轉(zhuǎn)換電路等兩個(gè)轉(zhuǎn)換電路 。
廣義對(duì)象包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)象。
常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥、伺服電動(dòng)機(jī)等。
被控對(duì)象可以是線性的，可以是非線性的，也可以是時(shí)變的。
傳感器也就是檢測(cè)裝置，它負(fù)責(zé)把被控對(duì)象的輸出信號(hào)（往往是非電量，如溫度、濕度、壓力、液位、濃度等）轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)（一般為0～5V電壓，或0～10mA電流）。
（二）模糊控制器的結(jié)構(gòu)
從功能上劃分，它主要由4個(gè)部分組成，即模糊化接口、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)以及解模糊接口。
1.模糊化接口：由數(shù)據(jù)采集得到的狀態(tài)變量都是精確量，要實(shí)現(xiàn)模糊控制算法，必須將精確量轉(zhuǎn)化為模糊量。
將精確量（數(shù)字量）轉(zhuǎn)換為模糊量的過(guò)程稱為模糊化，或稱為模糊量化。
模糊語(yǔ)言變量用相應(yīng)的模糊集合表示。
2.知識(shí)庫(kù)：知識(shí)庫(kù)包括具體應(yīng)用領(lǐng)域中的知識(shí)和要求的控制目標(biāo)，它通常由數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)兩部分組成。
數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括各語(yǔ)言變量的隸屬函數(shù)，尺度變換因子以及模糊空間的分級(jí)等。
規(guī)則庫(kù)包括了用模糊語(yǔ)言表示的一系列控制規(guī)則，它們反映了控制專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。
3.推理機(jī)：推理機(jī)就是采用某種模糊推理方法，由采樣時(shí)刻的輸入和模糊控制規(guī)則推導(dǎo)出模糊控制器的控制輸出，目前普遍采用的推理方法是最大―最小推理法。
4.解模糊接口：模糊推理得到的是模糊量，要對(duì)系統(tǒng)
廣東深圳專業(yè)中頻電磁治療儀產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司醫(yī)院醫(yī)療器械維修的現(xiàn)代化管理進(jìn)行控制，必須把模糊量轉(zhuǎn)化成精確量。
解模糊接口的作用就是將語(yǔ)言表達(dá)的模糊量映射成精確量，也就是根據(jù)輸出模糊子集的隸屬度計(jì)算出確定的輸出值。
目前控制領(lǐng)域中常用的清晰化方法是加權(quán)平均法，即面積重心法。
六、空調(diào)自控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
空氣處理機(jī)組采用ATMEL公司的89C52單片機(jī)為核心的直接數(shù)字控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中溫濕度、壓力等數(shù)據(jù)的采集、處理和控制。
該控制器由89C52單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2816（RAM）及DMC16230型液晶顯示器LCD等組成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的單片機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)。
其硬件原理圖如圖3所示。
七、空調(diào)自控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
DDC控制器的應(yīng)用軟件應(yīng)采用模塊化方法：首先，把軟件設(shè)計(jì)任務(wù)按功能劃分為若干模塊，如數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、報(bào)警模塊、控制模塊和故障診斷模塊等；接著依據(jù)測(cè)控時(shí)序和模塊之間的關(guān)系給出應(yīng)用軟件的功能流程圖；然后對(duì)每一功能模塊再進(jìn)行編程和調(diào)試工作。
空氣處理機(jī)組的主要控制對(duì)象是空調(diào)區(qū)域內(nèi)的溫度，它是一個(gè)典型的存在著純滯后的大慣性被調(diào)量，而且在中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中影響室溫變化的被調(diào)區(qū)域的空調(diào)負(fù)荷與室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)備使用情況、室內(nèi)人員流動(dòng)情況等諸多隨機(jī)因素以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)物體、空調(diào)系統(tǒng)本身等因素有關(guān)，其中有些因素的日變化幅度較大，因而難以用精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式很難達(dá)到最佳控制和節(jié)能的目的。
大量的應(yīng)用實(shí)踐表明，數(shù)字PID控制有算法和控制器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、有一定魯棒性、控制穩(wěn)態(tài)誤差能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
模糊控制的優(yōu)點(diǎn)是魯棒性好，無(wú)需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，但容易因控制規(guī)則的粗糙而引起穩(wěn)態(tài)誤差。
這里采用了一種復(fù)合模糊控制的方法，當(dāng)系統(tǒng)處于過(guò)渡過(guò)程時(shí)采用模糊控制，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程后如有穩(wěn)態(tài)誤差，則切換到PID控制，消除穩(wěn)態(tài)誤差之后再切換到模糊控制。
這樣既有模糊控制靈活響應(yīng)快和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有PID控制精度高、克服穩(wěn)態(tài)誤差能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
在空氣處理機(jī)組的DDC控制器中被控對(duì)象為區(qū)域溫度，輸入量是測(cè)得的室溫值，輸出量是冷卻器中的冷凍水流量，控制算法中用到的是速率式PID算法，算法如下：
△u（k）=Kp［e（k）-e（k-1）］+KIe（k）+KD［e（k）-2e（k-1）+e（k-2）］
從仿真和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，這種復(fù)合模糊控制的方法響應(yīng)快，魯棒性強(qiáng)，能有效克服穩(wěn)態(tài)誤差，參數(shù)調(diào)整方便，能有效地克服純滯后對(duì)控制系統(tǒng)的不利影響，在滯后和參數(shù)變化比較大及有干擾時(shí)對(duì)室溫仍能取得較好的控制效果。
整個(gè)控制系統(tǒng)可靠性及靈敏性的實(shí)現(xiàn)，很大程度上依賴于信號(hào)采集環(huán)
廣東深圳專業(yè)醫(yī)療設(shè)備器械工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)商業(yè)驅(qū)動(dòng)型研發(fā)節(jié)的準(zhǔn)確度，為了提高傳感器數(shù)據(jù)采集的信噪比，硬件采用R-C濾波電路和電磁屏蔽措施，軟件方面采用限幅濾波消除尖峰干擾、算術(shù)平均值濾波平滑波形。
控制系統(tǒng)在每個(gè)控制周期內(nèi)自動(dòng)對(duì)工控機(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換板和外圍設(shè)備如傳感器、執(zhí)行裝置等進(jìn)行巡檢。
同時(shí)，系統(tǒng)中各分支系統(tǒng)也不定時(shí)進(jìn)行程序自檢，保證控制系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。
在巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某元件出現(xiàn)錯(cuò)誤或故障時(shí)，系統(tǒng)顯示器能及時(shí)報(bào)警并顯示故障信息，如故障部位、類(lèi)型等，為工作人員提供維護(hù)方面的幫助。
由于被控對(duì)象存在純滯后和大慣性，電動(dòng)閥動(dòng)作機(jī)構(gòu)等受控部件動(dòng)作頻率不宜過(guò)高，系統(tǒng)控制周期根據(jù)不同工況設(shè)定為連續(xù)可調(diào)。
由于空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)溫度、濕度接近于機(jī)房室內(nèi)溫、濕度，因此可以將回風(fēng)溫度、濕度作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境變化的主控參數(shù)。
空調(diào)系統(tǒng)可分為三種工作狀況：夏季工況，冬季工況，春秋季節(jié)過(guò)渡工況。
針對(duì)不同工況，需根據(jù)不同對(duì)象特性相應(yīng)調(diào)整控制參數(shù)，采取適宜的控制算法，方能獲得良好的控制品質(zhì)。
溫度控制主要依靠溫度傳感器、表冷器或加熱器、變頻風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥及控制軟件完成過(guò)程控制。
夏冬季節(jié)，自控系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)表冷器兩通閥改變冷水量，同時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變送風(fēng)量調(diào)節(jié)室溫。
由于回風(fēng)溫度傳感器存在傳遞滯后，采取PID控制和模糊控制結(jié)合的控制方法，利用PID控制減小靜態(tài)誤差，利用模糊控制提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)反應(yīng)快速性。
過(guò)渡季節(jié)工況時(shí)，一般是通過(guò)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及送風(fēng)閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)室溫。
濕度控制在夏季工況中依靠調(diào)節(jié)電動(dòng)冷水閥完成控制功能，調(diào)節(jié)過(guò)程應(yīng)用最大值選擇的控制方法。
冬季時(shí)節(jié)，濕度控制依靠電動(dòng)蒸汽加濕閥的調(diào)節(jié)作用，由于存在傳遞滯后現(xiàn)象，為避免通入蒸汽量過(guò)多導(dǎo)致加濕器過(guò)熱，采用PID控制和模糊控制結(jié)合的控制方法。
而過(guò)渡季節(jié)的濕度控制相對(duì)較為簡(jiǎn)單，只需對(duì)室內(nèi)外空氣自然混
廣東深圳專業(yè)醫(yī)用器械外殼工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)醫(yī)療器械電子設(shè)備的維修技術(shù)探討風(fēng)即可滿足環(huán)境要求。
聯(lián)鎖控制可根據(jù)邏輯關(guān)系進(jìn)行編程。
風(fēng)閥必須在風(fēng)機(jī)建立風(fēng)壓后才能打開(kāi)。
八、系統(tǒng)仿真分析
1.為了說(shuō)明復(fù)合模糊參數(shù)控制器的良好控制性能，對(duì)冬季室溫為-7℃，設(shè)定值為23℃時(shí)和夏季室溫為36℃，設(shè)定值為28℃時(shí)的極限情況作仿真實(shí)驗(yàn)，并與預(yù)定參數(shù)下的常規(guī) PID 控制方式做了比較。
不管在夏季進(jìn)行調(diào)節(jié)還是在冬季進(jìn)行調(diào)節(jié), 復(fù)合模糊控制均取得了比常規(guī) PID 控制更高的快速性和穩(wěn)定性，超調(diào)小、振蕩輕、過(guò)渡過(guò)程時(shí)間快，控制性能顯著提高等優(yōu)勢(shì)。
2.當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后加入干擾，進(jìn)行魯棒性分析。
串級(jí)控制系統(tǒng)擾動(dòng)可分為外環(huán)擾動(dòng)和 內(nèi)環(huán)擾動(dòng)。
外環(huán)擾動(dòng)為被控房間存在的諸多干擾因素，如：門(mén)、窗突然打開(kāi)，室內(nèi)人員流動(dòng)等，這些因素等效為房間溫度的階躍干擾。
內(nèi)環(huán)擾動(dòng)為管路壓力偶然增大（或減小）引起閥門(mén)開(kāi)度未變而風(fēng)量改變，從而影響室溫，該因素等效為風(fēng)量的階躍擾動(dòng)。
加入內(nèi)、外擾動(dòng)后，擾動(dòng)使復(fù)合模糊控制系統(tǒng)偏離穩(wěn)態(tài)值的幅度很小、系統(tǒng)無(wú)振蕩且又能較快達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
而同樣擾動(dòng)使常規(guī) PID 控制偏離穩(wěn)態(tài)值的幅度大，產(chǎn)生小振蕩，達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間較長(zhǎng)。
3.當(dāng)房間熱慣性時(shí)間常數(shù)由于某原因變化時(shí)，模糊控制超調(diào)的增加相對(duì)很多，且其過(guò)渡時(shí)間基本未變，無(wú)振蕩產(chǎn)生。
相對(duì)常規(guī) PID 控制優(yōu)勢(shì)較大。
九、節(jié)能比較
有資料顯示，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果十分明顯。
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行于50％風(fēng)量時(shí)，變頻器僅使用了15％左右的最大功耗，而定風(fēng)量系統(tǒng)大部分運(yùn)行于50％～90％最大功耗，相對(duì)而言節(jié)能范圍高達(dá)25％～85％，節(jié)能功效十分顯著，可大大加快投資回收時(shí)間。
十、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，空調(diào)控制是醫(yī)療建筑中的一個(gè)重要部分，運(yùn)用新技術(shù)來(lái)提高空調(diào)節(jié)能效果和控制能源損耗有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。
空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法在具體應(yīng)用中還要參考現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及控制要求做出相應(yīng)變化、調(diào)整。
這種方法能夠有效地提高空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和節(jié)能效果。
相信伴隨著科技的不斷進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，空調(diào)自控系統(tǒng)將會(huì)有更為廣闊的應(yīng)用空間。
（編輯 馬孝民）
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