飞机环境控制系统并行设计

收稿日期:2002 07 10

基金项目:航空基础科学基金资助项目(03E09003)

作者简介:王晓文(1968-),女,北京人,博士生,wangxwbuaa@https://www.wendangku.net/doc/7b9671562.html,.

飞机环境控制系统并行设计

王晓文 王 浚

(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100083)

摘 要:基于飞机环境控制系统(ECS)的研制,分析了系统设计的结构层次,借助于近年来飞速发展的信息技术、设计技术、仿真技术,提出了基于系统管理 结构设计 系统仿真为一体的面向对象的系统并行设计框架.设计体系贯穿于飞机环境控制系统设计的全生命周期.

关 键 词:环境控制;飞机;并行设计

中图分类号:V 245 3

文献标识码:A 文章编号:1001 5965(2003)12 1073 04

Con cu rren t design of environmen tal control systems for aircraft

Wang Xiao wen Wang Jun

(School of Aeronautics Science and Technology,Beijing Uni versity of Aeronautics and As tronautics,Beijing 100083,China)

Abstract :Based on the development of the environmental control systems for aircraft,the arrangement for the structure of systems design was analyzed.To recur information technology,designing technology,imitating technolo gy,an concurrent engineering frame was proposed based on management structure design imitate.Design system

runs through the whole life of the design period of the environmental c ontrol systems for aircraft.

Key words :environmental c ontrol;airplanes;concurrent engineering

现代企业的设计理念已由过去单纯的针对产品的结构设计发展到今天以并行工程为代表的产品开发的过程重构和组织重组.计算机技术融入了产品开发研究和应用全过程,产品设计正从以往的详细设计阶段向需求分析和概念设计阶段转移,产品信息的管理则向产品的全生命周期扩展[1]

.将这样一个设计理念贯穿于飞机环境控制系统的设计中,涵盖了飞机环控系统的产品结构设计、性能分析、系统仿真、以及系统设计过程中的系统部件分类管理、产品数据管理、流程管理和组织管理等设计行为.

这一设计体系的实现是基于现行信息化软件、仿真软件以及结构设计软件平台基础之上的,构筑了飞机环境控制系统的并行设计框架.该设计框架的建立,涉及环控系统仿真功能模型同CAD 系统的几何模型集成,实现飞机环控系统的产品结构设计和分析过程仿真的集成.同时,结合

热能和环境控制专业,为相关系统如空调制冷系统、机车环控系统、地面环境实验系统以及热动力试验系统等等的设计,探索并行设计模式和系统设计管理方法.

1 飞机环境控制系统设计分析

飞机环境控制系统在现代航空技术的发展中占据日益重要的位置.按照实际飞行包线的外界环境、发动机引气状态和飞机结构、人员及设备实际工作状况,进行飞机环境控制系统及其附件的

综合动态设计(即进行环控系统和其附件的多参数综合动态设计)是今后飞机环控系统的发展方向.围绕系统综合动态设计,要求设计者在设计系统状态时更多的考虑到系统综合因素的影响,产品结构设计与性能分析及仿真之间的沟通.同时,设计流程间的相互衔接,也应是设计体系完整性的一个重要表现[2]

.

2003年12月第29卷第12期北京航空航天大学学报

Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics December 2003Vol.29 No 12

飞机环境控制系统是一个具有多层次、多部件的综合系统,其基本部件组成为:增压和供气设备;加温和制冷设备;调解和控制设备;安全和应急设备;指示和讯号设备等[3]

.

同时,这些部件又构成了飞机环境控制系统中多个相关的子系统,包括:引气系统、空调系统、压力调节系统、控制系统等[3].这些子系统在设计过程中应保持内部间的相互协调,协同设计.

飞机环境控制系统的设计涉及了机械设计、气动热力学、传热学、力学、自动控制、材料学和制造工程等多学科分支.系统设计按设计内容又可划分为:系统总体性能设计和参数分配;部件性能分析和结构设计;系统总体结构设计;控制系统的设计等.

飞机环境控制系统作为飞机的子系统,必须符合航空产品的研制流程.航空产品的研制流程分为立项论证、方案研制、工程研制、设计定型、生产定型、批生产和使用等七个阶段,包含了产品从立项到退役的全过程.这些阶段的划分同时对应归化为现代产品设计的五大阶段,即:概念设计阶段、详细设计阶段、物理样机试制阶段、样机的测试评估阶段和定型生产阶段.

飞机环境控制系统设计的不同层面的划分体现了设计者的任务的着眼点,不同的设计层面之间又是相互关联的.关联关系如图

1.

图1 飞机环控系统设计分析

由图可以分析出飞机环境控制系统的设计应包含两层含义:系统产品的设计和系统设计流程的定制.

在目前的系统产品设计中更多地注重于零件模型和装配模型的分解和研究,而现代设计理念中,产品结构划分不仅强调产品的物理结构,同时,还注重产品功能结构的分解.物理结构和功能结构是产品结构的两个不同内涵的分解方法,两者之间的分解结果又是多对多的关系.构建结构

模型和功能模型之间的联系是为产品的设计和模型库的建立提供模型基础.

飞机环境控制系统由多部件构成多个分系统执行多项功能,共同完成飞机对环境控制系统的要求.其简略的系统功能结构分解和物理结构分解的划分如图2所示.

传统设计过程和并行设计过程的对比见图

3.

图2

飞机环控系统结构功能图

a

传统设计过程

b 并行设计过程

图3 传统设计与并行设计过程对比

1074北京航空航天大学学报 2003年

传统的飞机环境控制系统的设计过程主要特点是更多地强调详细设计即方案设计阶段的设计工作,产品的设计性能的优劣则几乎完全依赖产品的测试评估阶段,需要加工出物理样机,做大量的性能校验试验,忽视了概念设计阶段即立项论证的技术设计.物理样机评估通过后转入生产,否则又返回进行新一轮的重新设计,因此,一个型号产品的设计周期相当长.

以并行设计为代表的现代企业产品设计过程是一个体现预测工程基础的预测设计过程,与传统设计过程相比更多地强调产品的概念设计,强调概念设计(立项论证)阶段的技术设计与评估,充分利用了计算机技术、仿真技术、图形技术等现代化的设计技术,将传统设计的大循环转变成概念设计阶段代有预测性质的校循环,大大缩短了从产品设计到生产的周期.当设计已经基本达到设计要求时再转入通常的详细设计,这样可保证测试评估阶段的一次通过率.概念设计阶段已成为产品设计周期中相当重要的环节[4].

2 环境控制系统并行设计集成框架

实现并行设计的必要前提和手段是设计思想的协同和集成,协同是系统的对内开放,而集成则体现系统的整体性[5].因此,飞机环境控制系统并行设计集成框架应是基于系统信息集成平台之上的,通过系统集成,实现具有互操作的产品设计、仿真运行环境和协同工作环境,实现造型设计、产品建模、系统仿真、虚拟试验、数据管理、设计和试验的过程管理等等软件的集成,实现在产品全生命周期内的信息共享.

飞机环境控制系统的并行设计框架如图4所示,该并行框架按功能作用分成三层:工作层、应用层和支撑环境层[5].

工作层:作为面向用户的界面向设计者提供交互式的图形界面,方便设计者完成管理整个系统中各种对象的操作.

应用层:是并行设计框架的核心体系,包括:设计应用软件,系统产品设计信息管理,系统设计工作流程管理等等.

支撑环境层:是并行设计框架的基础层,包括产品数据管理和以数据库、操作系统、异构计算机、网络与通讯协议为主体的底层.

该框架充分体现并行设计的内涵:飞机环境控制系统开发过程重组,即将传统的串行产品开发过程转变成集成的、并行的产品开发过程;系统设计的重构,即形成以产品为中心的多功能集成系统开发流程,形成CAX DFX工具的应用集成;形成协同工作环境,即用于支持集成产品开发和协同工作的网络与通信环境

.

图4 飞机环境控制系统并行设计框架

通过对飞机环境控制系统的设计结构和行为的分解以及系统并行设计框架分析可知,并行设计集成系统需要重点考虑三个方面:应用软件的集成,产品数据库的集中管理,各阶段设计流程的布署和协同.

ECS系统设计分析应用软件包括五类软件: ECS仿真建模软件、造型软件、文档软件、工艺分析软件、PDM管理软件.这是整个并行设计体系的核心,承担着飞机环控系统重要的设计任务.各应用软件生成不同的文件格式和数据结构,系统中各应用软件的类型及其生成数据最后统一集中到系统工程数据库中,确保了应用软件间的信息共享和设计者间的协同工作.

作为ECS系统并行设计基础层的工程数据库保存着大量的环控系统设计过程中所产生的与产品相关的物理数据和文件的元数据,以及指向物理数据和文件的指针.对数据库的合理管理成为一项重要工作,成为外部应用之间的数据传递的一种安全保障的管理手段.

各阶段设计流程的布署和协同是ECS系统全生命周期产品并行设计流程控制和设计过程的管理,是系统框架基本结构之一,体现系统设计的并行化管理.其主要作用是管理设计者对数据的操作,控制人与人之间或活动与活动之间的数据流向,以及在一个项目的生命周期内跟踪特定事务和活动.同时利用过程建模工具,对产品设计过程进行重组,规范具体的设计流程.ECS系统全生命周期并行设计流程控制与管理如图5所示.

1075

第12期 王晓文等:飞机环境控制系统并行设计

图5 ECS系统全生命周期并行设计流程控制与管理

3 结束语

通过对飞机环境控制系统(ECS)的分析,分解了系统的设计过程,划分了系统的功能结构和物理结构,比较了传统的系统设计和并行设计流程,提出飞机环境控制系统的并行设计框架,按照需求 功能 结构 行为诸概念间的关系,提出了符合飞机环境控制系统工程实际、易于计算机实现的系统并行设计流程控制与管理框架.

参考文献(References)

[1]熊光楞.并行工程的理论和实践[M].北京:清华大学出版社,

2000

Xiong guangleng.Theory and practice of concurrent engineeri ng

[M].Beijing:Tsi nghua Universi ty Press,2000(in Chinese) [2]Josef Sch ttner.制造企业的产品数据管理[M].祁国宁译.北

京:机械工业出版社,2000

Josef s ch ttner.Production data management technology[M].Bei jing:Chi na M achine Press,2000(i n Chinese)

[3]寿荣中,何慧珊.飞行器空气调节[M].北京:北京航空航天大

学出版社,1990

Shou Rongz hong,He Huis han.Airc raft air adj ust[M].Beiji ng:Bei jing Universi ty of Aeronautics and Astronautics Pres s,1990(in Chi nese)

[4]Sohlenl us Getal.Concurrent engi neering[J].Annals of the CIRP,

1992,41(2):645~655

[5]Paashuis Victor,Boer https://www.wendangku.net/doc/7b9671562.html,anizing for concurrent engineeri ng:

an integration mechanis m fra mework[J].Integration M anufacturi ng System,1997,8(2):79~89

[6]Winner W I.The role of c onc urrent engineeri ng in weapons system

acquisi tion[R].IDA Report R 338,AD A203 615,1988

1076北京航空航天大学学报 2003年

飞行器控制系统设计

课程设计任务书 学生姓名： 李攀 专业班级： 自动化0804 指导教师： 谭思云 工作单位： 自动化学院 题 目: 飞行器控制系统设计 初始条件： 飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4000)(+= s s K s G 控制系统性能指标为调节时间s 008.0≤，单位斜坡输入的稳态误差000443.0≤，相角裕度大于85度。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1） 设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2） 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3） 用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标； （4） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： （1） 课程设计任务书的布置，讲解 （一天） （2） 根据任务书的要求进行设计构思。（一天） （3） 熟悉MATLAB 中的相关工具（一天） （4） 系统设计与仿真分析。（四天） （5） 撰写说明书。 （两天） （6） 课程设计答辩（一天） 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

摘要 根据被控对象及给定的技术指标要求，设计自动控制系统，既要保证所设计的系统有良好的性能，满足给定技术指标的要求，还有考虑方案的可靠性和经济性。本说明书介绍了在给定的技术指标下，对飞行器控制系统的设计。为了达到给定要求，主要采用了串联之后—超前校正。 在对系统进行校正的时候，采用了基于波特图的串联之后—超前校正，对系统校正前后的性能作了分析和比较，并用MATLAB进行了绘图和仿真。对已校正系统的高频特性有要求时，采用频域法校正较其他方法更为方便。 关键词：飞行器控制系统校正 MATLAB

空调自动化控制原理.

空调自动化控制原理说明 自动化系统是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统的功能就是对大厦内的各种机电设施，包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面的计算机监控管理。其中,中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%以上，是楼宇自动化系统节能的重点[1]。由于中央空调系统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象较为严重，现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果不理想。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。“绿色建筑”主要强调的是:环保、节能、资源和材料的有效利用，特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求，因此，空调系统的应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广，而要实现的任务比较复杂，需要有冷、热源的支持。空调机组内有大功率的风机，但它的能耗很大。在满足用户对空气环境要求的前提下，只有采用先进的控制策略对空调系统进行控制，才能达到节约能源和降低运行费用的目的。以下将从控制策略角度对与监控系统相关的问题作简要讨论。 2 空调系统的基本结构及工作原理 空调系统结构组成一般包括以下几部分[2] [3]:

(1) 新风部分 空调系统在运行过程中必须采集部分室外的新鲜空气(即新风)，这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。 (2) 空气的净化部分 空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，另外还有设置一级初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。 (3) 空气的热、湿处理部分 对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过程组合在一起，称为空调系统的热、湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中，采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器，简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口，一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器;设置在降温去湿之后的空气加热器，称为空气的二次加热器;设置

飞行控制系统设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 一、对最简单的角位移系统的评价 1、某低速飞机本身具有较好的短周期阻尼，采用这种简单的控制规律是可行的。它的传递函数为： open p3_6 系统根轨迹为： nem1=-12.5; den1=[1 12.5]; sys1=tf(nem1,den1); nem2=[-1 -3.1]; den2=[1 2.8 3.24 0]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 随着k的增大，该系统的一对闭环复极点的震荡阻尼逐渐减小。但由于飞机本身的阻尼较大，所以当k增大致1.34时，系统的震荡阻尼比仍有0.6。k增大到6.2时系统才开始不稳定。 2、现代高速飞机的短周期运动自然阻尼不足，若仍采用上述单回路控制系统则不能胜任自动控制飞机的要求。 open p3_10 系统根轨迹为： nem1=-10; den1=[1 10]; sys1=tf(nem1,den1);

nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3 0]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 随着k增大，系统阻尼迅速下降。当k=1.06时，处于临界稳定。所以无法选择合适的k值以满足系统动静态性能。为了使系统在选取较大的k值基础上仍有良好的动态阻尼，引入俯仰角速度反馈。 二、具有俯仰角速率反馈的角位移自动驾驶仪参数设计open p3_16 1、系统内回路根轨迹为： nem1=-10; den1=[1 10]; sys1=tf(nem1,den1); nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 按物理概念似乎速率陀螺的作用越强，阻尼效果越显著。但根轨迹分析告诉我们，只有在一定范围内这种概念才是正确的，否则会得到相反的效果。这种现象是由舵回路的惯性造成的。舵回路具有不同时间常数时的内回路根轨迹图： Tδ=0 sys1=-1; nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) Tδ=0.1

空调自控系统方案设计(江森自控)

沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书

一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手

自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自

飞行器控制系统课程设计

课程设计任务书 学生姓名：________ 专业班级： _______________ 指导教师：_______ 工作单位： ____________ 题目：飞行器控制系统设计 初始条件： 飞行器控制系统的开环传递函数为： G（s） -^500^ s（s 361.2） 控制系统性能指标为调节时间0.01s，单位斜坡输入的稳态误差 0.000521，相角裕度大于84度。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2）画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3）用Matlab画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标； （4）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析 计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab源程序或Simulink仿 真模型，说明书的格式按照教务处标准书写 时间安排：

指导教师签名： 系主任（或责任教师）签名: 目录 1串联滞后—超前校正的原理............ 错误! 未定义书签。 2 飞行器控制系统的设计过程. ................. 错误! 未定义书签。 2.1 飞行器控制系统的性能指标............... 错误! 未定义书签。 2.2 系统校正前的稳定情况................. 错误! 未定义书签。 2.2.1 校正前系统的波特图............. 错误! 未定义书签。 2.2.2 校正前系统的奈奎斯特曲线 (2) 2.2.3 校正前系统的单位阶跃响应曲线......... 错误! 未定义书签。 2.3 飞行器控制系统的串联滞后—超前校正 (4) 2.3.1 确定校正网络的相关参数 (4) 2.3.2 验证已校正系统的性能指标 (6) 2.4 系统校正前后的性能比较 (8) 2.4.1 校正前后的波特图 (8) 2.4.2 校正前后的奈奎斯特曲线 (9) 2.4.3 校正前后的单位阶跃响应曲线 (11) 3 设计总结与心得体会 (12) 参考文献 (13)

飞行器控制系统设计

学号： 课程设计 题目飞行器控制系统设计 学院自动化学院 专业自动化 班级自动化1002班 姓名 指导教师肖纯 2012 年12 月19 日

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级：自动化1003班 指导教师： 肖 纯 工作单位： 自动化学院 题 目: 飞行器控制系统设计 初始条件：飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4500)(+= s s K s G 要求设计控制系统性能指标为调节时间ts 008.0≤秒，单位斜坡输入的稳态误差000443.0≤，相角裕度大于75度。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） （1） 设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2） 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3） 用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统 的动态性能指标； （4） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析 计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

随着经济的发展，自动控制技术在国民经济中发挥着越来越重要的作用。自动控制就是在没有人的参与下，系统的控制器自动的按照人预订的要求控制设备或过程，使之具有一定的状态和性能。在实际中常常要求在达到制定性能指标的同时能更加节约成本、能具有更加优良的效果。本次飞行器设计中，采用频域校正的方法使系统达到指定的性能指标，同时采用matlab仿真软件更加直观的进行仿真分析和验证。 在此设计中主要采用超前校正的方法来对系统进行性能的改进，通过分析、设计、仿真、写实验报告书的过程，进一步加深了对自动控制原理基本知识的理解和认识，同时通过仿真系统的奈奎斯特图、bode图、单位阶跃响应曲线，进一步理解了系统的性能指标的含义，同时也加深了对matlab仿真的掌握，培养了认识问题、分析问题、解决问题的能力。

课程设计---飞行器控制系统设计

目录 1飞行器控制系统的设计过程 (1) 1.1飞行器控制系统的性能指标 (1) 1.2参数分析 (1) 2系统校正前的稳定情况 (3) 2.1校正前系统的伯特图 (3) 2.2校正前系统的奈奎斯特曲线 (3) 2.3校正前系统的单位阶跃响应曲线 (5) 2.4校正前系统的相关参数 (5) 2.4.1 上升时间 (6) 2.4.2超调时间 (7) 2.4.3超调量 (7) 2.4.4 调节时间 (7) 3校正系统 (8) 3.1校正系统的选择及其分析 (8) 3.2验证已校正系统的性能指标 (10) 4系统校正前后的性能比较 (13) 4.1校正前后的波特图 (13) 4.2校正前后的奈奎斯特曲线 (14) 4.3校正前后的单位阶跃响应曲线 (15) 5设计总结与心得 (17) 参考文献 (18)

飞行器控制系统设计 1飞行器控制系统的设计过程 1.1飞行器控制系统的性能指标 飞行器控制系统的开环传递函数 ) 2.361(4500)(+= s s K s G 控制系统性能指标为调节时间s 01.0≤，单位斜坡输入的稳态误差000521.0≤，相角裕度大于85度。 1.2参数分析 由系统开环传递函数可以求得： 令 2n ω= 4500k 所以开环传递函数: 2 ()(361.2) n G s s s ω= + 稳态误差为: ss 2 n n 1361.2e 0.000521lim ()s SG s ζ ωω→= =≤2= 可得832/n rad s ω=，0.217ζ=。 所以，取154k =。 开环传递函数 693000 ()(361.2) G s s s = + 稳态误差 0.005e δ=>

飞机环境控制系统并行设计

收稿日期:2002 07 10 基金项目:航空基础科学基金资助项目(03E09003) 作者简介:王晓文(1968-),女,北京人,博士生,wangxwbuaa@https://www.wendangku.net/doc/7b9671562.html,. 飞机环境控制系统并行设计 王晓文 王 浚 (北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100083) 摘 要:基于飞机环境控制系统(ECS)的研制,分析了系统设计的结构层次,借助于近年来飞速发展的信息技术、设计技术、仿真技术,提出了基于系统管理 结构设计 系统仿真为一体的面向对象的系统并行设计框架.设计体系贯穿于飞机环境控制系统设计的全生命周期. 关 键 词:环境控制;飞机;并行设计 中图分类号:V 245 3 文献标识码:A 文章编号:1001 5965(2003)12 1073 04 Con cu rren t design of environmen tal control systems for aircraft Wang Xiao wen Wang Jun (School of Aeronautics Science and Technology,Beijing Uni versity of Aeronautics and As tronautics,Beijing 100083,China) Abstract :Based on the development of the environmental control systems for aircraft,the arrangement for the structure of systems design was analyzed.To recur information technology,designing technology,imitating technolo gy,an concurrent engineering frame was proposed based on management structure design imitate.Design system runs through the whole life of the design period of the environmental c ontrol systems for aircraft. Key words :environmental c ontrol;airplanes;concurrent engineering 现代企业的设计理念已由过去单纯的针对产品的结构设计发展到今天以并行工程为代表的产品开发的过程重构和组织重组.计算机技术融入了产品开发研究和应用全过程,产品设计正从以往的详细设计阶段向需求分析和概念设计阶段转移,产品信息的管理则向产品的全生命周期扩展[1] .将这样一个设计理念贯穿于飞机环境控制系统的设计中,涵盖了飞机环控系统的产品结构设计、性能分析、系统仿真、以及系统设计过程中的系统部件分类管理、产品数据管理、流程管理和组织管理等设计行为. 这一设计体系的实现是基于现行信息化软件、仿真软件以及结构设计软件平台基础之上的,构筑了飞机环境控制系统的并行设计框架.该设计框架的建立,涉及环控系统仿真功能模型同CAD 系统的几何模型集成,实现飞机环控系统的产品结构设计和分析过程仿真的集成.同时,结合 热能和环境控制专业,为相关系统如空调制冷系统、机车环控系统、地面环境实验系统以及热动力试验系统等等的设计,探索并行设计模式和系统设计管理方法. 1 飞机环境控制系统设计分析 飞机环境控制系统在现代航空技术的发展中占据日益重要的位置.按照实际飞行包线的外界环境、发动机引气状态和飞机结构、人员及设备实际工作状况,进行飞机环境控制系统及其附件的 综合动态设计(即进行环控系统和其附件的多参数综合动态设计)是今后飞机环控系统的发展方向.围绕系统综合动态设计,要求设计者在设计系统状态时更多的考虑到系统综合因素的影响,产品结构设计与性能分析及仿真之间的沟通.同时,设计流程间的相互衔接,也应是设计体系完整性的一个重要表现[2] . 2003年12月第29卷第12期北京航空航天大学学报 Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics December 2003Vol.29 No 12

变体飞行器控制系统综述

第30卷 第10期航 空 学 报 Vol 130No 110 2009年 10月ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUT ICA SINICA Oct. 2009 收稿日期:2008208212;修订日期:2008212205 基金项目:国家自然科学基金(90605007);南京航空航天大学博 士生创新基金((B CXJ06208) 通讯作者:何真E 2mail:hezhen@https://www.wendangku.net/doc/7b9671562.html, 文章编号:100026893(2009)1021906 206变体飞行器控制系统综述 陆宇平,何真 (南京航空航天大学自动化学院,江苏南京 210016) A Survey of Morphing Aircraft Control Systems Lu Yuping,H e Zhen (College of Automation Engineering,Nanjing Universit y of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China) 摘 要:介绍了变体飞行器控制系统和涉及的控制理论问题。分析了变体飞行器的控制系统,指出变体飞行器的控制系统由变形控制层和飞行控制层组成。对变体飞行器的硬件结构和变体飞行器控制方法的研究现状进行了阐述。分析了集中式和分布式两种变形机械结构以及控制系统体系结构,提出采用总线网络连接变形结构的分布式元件。总结了变体飞行器需深入研究的变形控制和飞行控制问题,包括大尺度变体飞行器的飞行控制问题,通信受约束的大数目的驱动器的协调控制问题。关键词:变体飞行器;变形控制;飞行控制系统;分布式控制;网络控制中图分类号:V249 文献标识码:A Abstr act:The control system and r elated cont rol theor y of morphing aircraft a re introduced.The cont rol sys 2tem of mor phing air cr aft is analyzed.I t is shown that the system consists of a shape cont rol loop and a f light cont rol loop.Advances in the mechanical structures and contr ol appr oaches of mor phing aircraft ar e discussed.The centra lized mechanica l morphing structur e,the distributed mechanical morphing st ructur e,and the contr ol system structure are analyzed.It is pr oposed that the distr ibuted components in a morphing st ructur e should be connected through a bus net work.F utur e work in the shape contr ol and flight control of morphing aircraft is summar ized,including the flight contr ol of large 2scale shape air craft,cooperat ive contr ol of large numbers of actuators under communication constraints. Key words:morphing aircraft;sha pe control;flight control systems;distr ibuted control;networked contr ol 变体飞行器能根据飞行环境和飞行任务的变化,相应地改变外形,始终保持最优飞行状态,以满足在变化很大的飞行环境(高度、马赫数等)里执行多种任务(如起降、巡航、机动、盘旋、攻击等) 的要求。变体飞行器还能够改善飞行器空气动力学性能,增加续航时间,用能连续、光滑变形的变形结构代替传统操纵面,提高隐身性能。由于具有这些优势,变体飞行器得到了各国的重视。目前,已开展过的或正在开展的变体飞行器项目有 [125] :美国的AFTI/F111自适应机翼项目,主动 柔性翼(AFW)计划,智能机翼(Smart Wing)项目 和近期启动的变形飞机结构(MAS)项目;欧洲的3AS(Active Aeroelastic A ir craft Structures)研究项目等。 与传统飞行器相比,变体飞行器最特殊之处在于它具有变形结构。这给气动、材料、结构、控 制和优化等多个学科提出了一系列有待研究的问题。在控制学科方面,变形结构的分布式驱动特性以及变形引起的飞行器模型的不确定性和非线性等都引出了许多具有挑战性的研究课题。本文总结与思考了变体飞行器的控制体系结构设计和控制理论研究,提出了需深入研究的变形控制和飞行控制方面的问题。 1 工作原理 变体飞行器的控制系统可分为两个层次,如图1所示。第1层可称为变形控制系统,对变形结构进行控制,即实现变形控制;第2层可称为飞行控制系统,控制整个飞行器的飞行状态,即实现飞行控制。 变体飞行器的变形结构是使变体飞行器实现/变体0的部件。为了获得高气动效率,变体飞行器的变形应该是连续的、光滑的,因此,大部分变形结构由大数量的分布式驱动单元组成。变形结构可以是分布式作动器驱动的机械连杆结构(驱

空调自控系统设计方案

空调自控系统设计方案 1.楼宇自控系统设计说明 1.1.设计依据 为了保证系统的既能适应当今网络技术的发展，又具有极高的可靠性，系统设计遵从以下原则和标准： 1）相关图纸和文件 2）《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006） 《商用建筑通信通道和空间标准》（EIA/TIA-569） 《非屏蔽双绞线布线系统传输特性现场测试标准》（EIA/TIATSB-67） 我司遵守以上提及的规范、规定和标准。 3）各专业对本专业的要求 甲方对该工程设计的要求。 1.2.控制系统概况 1．需求分析 本项目的建设目标是提高大楼的运行管理智能化水平，降低运行费用，并为使用者提供一个安全、高效、舒适、便捷和实用的工作环境和生活环境。因此，我们将采用楼宇自控系统对建筑物中的通风空调设备进行监控管理。楼宇自控系统将体现先进、可靠、实用、便捷。 本次工程我们采用SIEMENS最新版本的APOGEE（顶峰）系统。之所以采用SIEMENS品牌系统是在综合考虑到品牌的知名度，系统成熟性、稳定性、可靠性和先进性。 SIEMENS APOGEE楼宇自控系统（以下简称：BAS系统）一方面将保证提供舒适、洁净的空气环境，另一方面将监控和保障各种设备的正常运行，并最大化的实现节能降耗。 为了将本项目提升到更高的层次，建成一个具有国际先进水平的现代化智能建筑，提供安全、舒适、便利、快捷的卓越服务，建立先进和科学的综合管理机制，提高办事效率，我们特别设计了一个具有最新技术、高运作效率、低维护成本、高可靠性和高性价比的BAS 系统。我们本着以人为本，综合考虑投资效费比与长期使用及维护成本，实际使用效果等因素，将对系统的改造实施提供一套完整的整体解决方案。 2．设计方案和系统功能

楼宇自动化课程设计洁净空调控制系统设计

大学能源与动力工程学院 课程设计报告 指导老师签名： 2012年01月04日 课 程 名 称： 楼宇自动化课程设计 题 目 名 称： 市妇幼保健院新院洁净空调 控制系统设计 年级专业及班级： 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 定 成 绩： 教 师 评 语：

大学能源与动力工程学院楼宇自动化课程设计任务书 一、目的和要求 目的：通过本次设计使学生在学习《楼宇自动化技术与应用》课程的基础上，能够运用计算机控制技术、网络技术和其他相关的基本理论和方法完成楼宇自动化控制系统设计的方案设计；进行测点的的选定；设备选型；施工图设计，了解系统设计的全过程。能达到系统的巩固所学的理论知识与专业知识，并扩大知识面，使理论联系实际。在指导教师的指导下能独立解决有关工程的系统方案设计、测点确定、设备选型和施工图设计问题，从而表现出有一定的科学性与创造性，提高设计、绘图、综合分析问题与解决问题的能力。 要求：学生应严格按照指导老师的安排有组织、有秩序地进行本次设计。先经过老师辅导、答疑以后，学生自行进行设计，完成主要工作以后，在规定的时间再进行解疑、审图后，每位学生必须将全部设计图纸外加说明书和封面装订成册。 二、设计条件 在《楼宇自动化技术与应用》、《计算机控制技术与应用》课程学习的基础上，进行楼宇自动化控制系统设计或中央空调自动控制系统方案的设计，并完成控制系统施工图设计和方案说明。 三、设计容及图纸要求 用计算机按电气制图标准规定绘制A3图纸，完成下列容： 1.空调控制系统图（或其他控制系统图）； 2.中央空调控制系统拓扑结构图（或其他控制系统图）（或其他控制系统图）； 3.测点一览表； 4. DDC直接数字控制器、控制系统所用到的设备、检测仪表和执行机构选型；

飞机各个系统的组成及原理

一、外部机身机翼结构系统 二、液压系统 三、起落架系统 四、飞机飞行操纵系统 五、座舱环境控制系统 六、飞机燃油系统 七、飞机防火系统 一、外部机身机翼结构系统 1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼 2、它们各自的特点和工作原理 1)机身 机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。 2)机翼 机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。 机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。

左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。 即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。 3)尾翼 尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。 1.垂直尾翼 垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。 通常垂直尾翼后缘设有方向舵。飞行员利用方向舵进行方向操纵。当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。 2.水平尾翼 水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生

飞行器控制系统设计

课程设计名称：自动控制原理课程设计题目：飞行器控制系统设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 11级一班 姓名： *** 学号： *************

控制系统的时域性能指标为： 单位斜坡输入的稳态误差0.000443 2. 用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出 阶跃响应曲线，计算其时域性能指标。 三、设计计划： 1.查阅相关资料 2.确定设计方案 3.进行设计并定稿 4.进行可行性分析及电脑仿真 5.进行电脑输入录出 四、设计要求： 飞行器控制系统的开环传递函数为： 指导教师： *** 教研室主任：*** 2011年12月19日 中国矿业大学银川学院 课程设计成绩评定表

3 摘要 摘要:根据被控对象及给定的技术指标要求，涉及自动控制系统，既要保证所设计的系统具有良好的性能，满足给定的指标要求，还有考虑方案的可靠性和经济性，本课程设计是在给定的指标下，分别用时域和频域方法设计该系统的控

制器。本文首先从理论的方法分别用时域和频域法求出控制系统的时域性能指标，再用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标，经验证，满足设计要求。 关键词:飞行器控制系统时域频域 MATLAB 。 目录 1 设计分析 (6) 1.1系统分析 (6)

1.1.1系统时域分析 (7) 1.1.2系统频域分析 (8) 1.2 二阶系统性能改善方法选择 (9) 1.2.1 比例-微分控制（PD控制） (9) 1.2.2 测速反馈控制 (9) 1.2.3 校正选择 (10) 2 设计方案 (11) 2.1 校正后的系统结构图 (11) 2.2 系统参数的选取 (11) 2.3 校正前后的系统比较 (13) 3心得体会 (14) 参考文献 (15) 飞行器控制系统设计

飞行器控制系统课程设计

文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 飞行器控制系统设计 初始条件： 飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4500)(+=s s K s G 控制系统性能指标为调节时间s 01.0≤，单位斜坡输入的稳态误差000521.0≤，相角裕度大于84度。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） （1） 设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2） 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3） 用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统 的动态性能指标； （4） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析 计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿 真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

目录 1串联滞后—超前校正的原理...................... 错误!未定义书签。2飞行器控制系统的设计过程................ 错误!未定义书签。 2.1飞行器控制系统的性能指标 ...................... 错误!未定义书签。 2.2系统校正前的稳定情况 .......................... 错误!未定义书签。 ............................................. 错误!未定义书签。 (2) ............................................. 错误!未定义书签。 2.3飞行器控制系统的串联滞后—超前校正 (4) (4) (6) 2.4系统校正前后的性能比较 (8) (8) (9) (11) 3设计总结与心得体会 (12) 参考文献 (13)

空调自动控制系统软件设计及调试

空调自动控制系统软件设计及调试 尹海蛟 空调的硬件电路只是起到支持作用。因为作为自动化控制的大部分功能，只能采取软件程序来实现，而且软件程序的优点是显而易见的。它既经济又灵活方便，而且易于模块化和标准化。同时，软件程序所占用的空间和时间相对来说比硬件电路的开销要小得多。同时，与硬件不同，软件有不致磨损、复制容易、易于更新或改造等特点，但由于它所要处理的问题往往远较硬件复杂，因而软件的设计、开发、调试及维护往往要花费巨大的经历及时间。但相比之下，这些代价所取得的功能远优于仅依靠硬件电路所实现的功能。 1.空调自动控制系统软件程序设计思想 在硬件电路设计好以后，软件设计则是最重要的一个设计部分，由于空调自动控制的大部分智能化功能都是软件来完成，这样就使得硬件电路设计的简化和成本低可以得到实现。然而，8051单片机采用的是与其物理地址联系非常紧密地汇编语言来进行编程的。我们知道汇编语言相对于高级语言而言，它的速度是比较快的，而且它的指令代码也非常简单，但前提是编程人员要对8051单片机内部硬件电路非常熟悉。这对编程人员的要求是比较高的。 在进行软件编程时，我们仍然要采用结构化模块方式编程，从而可以把一些非常大的程序逐步分解为几个小程序，这对于编程人员非常重要的。对于本课题而言，由于它最终要设计成样机形式。因此，我们就得对整机进行监控，这个监控程序中应包括各种芯片的初始化程序、自诊断程序及许多中断子程序等事实上，在对空调器上电后，它应在单片机的控制下自动转入监控程序的执行。我们在编制时把监控程序作为本机的主程序来进行工作。任何故障都会从监控程序的执行中得到响应，而且任何故障给予的响应方式和代码不同，因此这很方便的可以查找到该故障部位。显然，这只对硬件电路的故障有效。对于软件程序的执行故障，我们目前只能通过软件程序的调试安装及仿真来判别它是否正常运行。因为单片机毕竟不是微机或上位机。它所能容纳的程序能力也是有限的。当然，我们可以采用各种技术进行优化，这样就可以最大限度的直至软件程序的出错运行。各种子程序模块都挂接在该主程序上。编制它时，我们尽可能充分利用8051单片机的软件资源及内部寄存器资源，这样可以提高其运行速度。 硬件和软件式空调温度控制的核心设计方面，本课题把研究重点特别投向软件设计，毕竟自动控制功能大部分都要靠软件程序来完成。在本课题设计过程中，软件调试要花大量时间来调试运行，而硬件电路我们只需简单调试。因此可见硬件设计和软件设计有很大区别，而且在总体调试中还要对其进行调整。这都是本课题所研究的内容。我们从总体上把握了空调自动控制系统的设计思路，初步了解到该研究项目主要的研究工作内容和其采用的优点。倘若要具体进行各个细节

飞控设计文档

四旋翼飞控系统设计文档 第一章绪论 1.1研究背景 任何由人类制造、能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的飞行物，称为飞行器。在大气层内飞行的飞行器称为航空器，如气球、滑翔机、飞艇、飞机、直升机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。飞行器不仅广泛应用于军事，在民用领域的作用也在增加，机载GPS 和MEMS(Micro- Electro-Mechanical Systems)惯性传感器的飞行器甚至可以在没有人为控制的室外环境中飞行，也就是大家所熟知的无人机，。因此国内外研究人员对飞行器进行了大量研究。对飞行器的研究目前主要包括固定翼、旋翼及扑翼式三种，而我们所研究的四旋翼飞行器在布局形式上属于旋翼的一种，相对于别的旋翼式飞行器来说四旋翼飞行器结构紧凑，能产生更大的升力，而且不需要专门的反扭矩桨保持飞行器扭矩平衡。四旋翼飞行器能够垂直起降，不需要滑跑就可以起飞和着陆，从而不需要专门的机场和跑道，降低了使用成本，可以分散配置，便于伪装，对敌进行突袭和侦察。 四旋翼飞行器能够自由悬停和垂直起降，结构简单，易于控制，这些优势决定了其具有广泛的应用领域，在民用，医疗，军事等领域都有着无限的潜力。在民用领域，它可以进行航拍，以得到在地面难以测量和计算的数据；在医疗领域，四旋翼直升机可以进入普通地面机器人难以到达的地区进行搜救等活动，最大程度的避免人员财产损失；在军用方面，四旋翼直升机可以作为侦查使用，它飞行灵活，稳定，同时，若在四旋翼直升机上增加其他机械装置，则可以利用它完成更加复杂和重要的任务。 然而，作为一个MIMO 非线性系统，四旋翼飞行器输入变量与输出变量之间的耦合作用、时变非线性的动力学特征、系统本身的不确定性及外部的干扰等的引入，使得系统的控制问题变得十分复杂。如何能够设计出有足够的飞行动力并且具有良好稳定性的控制系统，是四旋翼飞行器如今面临的主要问题，这也使得强大而又易于控制的发动机和控制飞行器协调工作的控制系统成为四旋翼飞行器设计的关键。 近几年来，国外一些知名研究机构扩展了四旋翼飞行器的研究领域，希望其在无GPS信号的室内环境中可以利用一些特定的传感器数据进行导航，所以拥有一个稳定的飞控系统是非常必要的，而国内对于四旋翼飞行器飞控系统的研究起

暖通空调自动控制系统的现状、发展和应用

自动控制原理课题作业 题目：暖通空调自动控制系统的现状、发展及应用班级： 姓名： 学号 日期

暖通空调自动控制系统的现状、发展及应用摘要：暖通空调系统的自动控制，对于保证空调系统本身的合理运行、减少人力、实现安全操作起到了非常关键的作用；它也对暖通空调系统和技术的发展起到了极大的推动作用。本文分析了目前暖通空调自动控制系统的现状和对策，探讨了暖通空调自动控制系统的发展趋势和应用及价值。 关键词：暖通空调自动控制现状发展趋势应用价值 在目前我国许多民用建筑的暖通空调系统中，自动控制系统的应用也的确起到了保证暖通空调系统的正常安全运行、提升管理水平、节省能源费用、降低人力成本等作用；在工业建筑中，对工艺要求的保证更是起到了不可替代的作用。但是，通过对大量实际情况的调研和总结，发现有相当一部分实际工程项目的空调自控系统没能充分发挥其功能，一些甚至成了摆设，不但浪费了投资，也使得暖通空调系统的运行管理水平和能源效率低下，甚至一些项目因使用要求不满足而出现较大的争议。 一、目前暖通空调自动控制系统的现状分析与对策 1、当前存在的问题与原因分析 （1）暖通空调设计人员对本专业的设计缺乏全面认识 目前相当一部分工程的暖通空调设计仅仅是基于冬、夏各自的设计工况点来进行的。这种设计方法实际上只是确保了暖通空调系统对建筑室内环境质量的保障能力而没有注重到全年的运行调节问题。据笔者了解，一些暖通空调设计人员不能清晰地说明其所设计的暖通空

调系统在全年应该如何运行，或者如何才能实现节能的运行方式。由于未考虑工程全年的实时运行和控制问题，也就无法提出相应的系统控制要求、控制参数（尤其是工况转换的边界条件）等内容，导致自控系统成为无米之炊，其设计与实施无从下手。 同时存在的另外一种倾向是，一些本专业设计人员将自动控制看成能解决所有问题的万能钥匙，因而放弃了对暖通空调系统本身设计合理性的追求。例如:无原则地加大设备容量和安全系数，认为即使实际不需要，只要通过自控系统，就可以在运行中将设备的余量减下来。比如一些比较常见的错误为，一些设计人员不清楚自控阀门应该如何选择，而是按照通常的管道口径来选择阀门口径，等等。其实，任何控制系统的控制能力和范围都是有限的，大口径阀门无法实现对小流量的较精确控制。暖通空调设计人员一般都明白，大容量的冷水机组，其最小可调容量必然大于同类小容量机组的最小可调容量，使得前者对空调部分负荷下的满足能力低于后者。自控系统也是同样的道理。 （2）暖通空调设计人员与自控设计人员的沟通不够 尽管在本专业本科学习的课程中设置了自动控制方面的专业课，但由于走上工作岗位之后各种原因使得许多暖通空调设计人员对自控系统变得生疏和望而却步，对一些基本的自控基础知识严重欠缺（有的甚至不知道最简单的房间温度控制系统是如何构成的）。因此常常见到暖通空调专业的设计人员在图纸中提出“这部分由自控系统解决”。从另一方面看，目前从事暖通空调自动控制系统设计的人员