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： 基于CFD的妊娠猪舍温湿度模糊PID控制系统的仿真研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00(估)缴送 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 基于CFD的妊娠猪舍温湿度模糊PID控制系统的仿真研究/.陈重远著/.张霞指导 |
| 出版发行项： | 2019.6.13 |
| 载体形态项： | 82页:;+图表:;+30cm |
| 提要文摘： | 妊娠猪舍内温、湿度具有时滞性的特点，传统妊娠猪舍的风机-湿帘控制系统对于妊娠猪舍内温、湿度调节速度慢，控制精度低，且需要大量的人工成本、设备成本和维护成本。为了减少传感器的使用和节省劳动力，本文尝试了一种基于CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）的妊娠猪舍温、湿度模糊PID控制系统，该系统利用模糊PID算法和CFD技术控制风机和湿帘的运行，将妊娠猪舍内的温、湿度稳定在妊娠母猪适宜的范围之内。 本文主要进行了以下工作： 首先，完成了CFD仿真试验。本文使用CFD仿真温度场代替了传统传感器并作为后续研究控制系统的输入量。通过SolidWorks对妊娠猪舍进行了简化建模，再通过ANSYS对妊娠猪舍进行网格划分，CFX插件进行边界条件的设置和求解，得到妊娠猪舍的仿真温度场。以20个测点的实测值与仿真值进行对比，得到最大绝对偏差为0.37 ℃，平均绝对偏差为0.13 ℃，最大相对偏差为1.51%，平均相对偏差为0.44%，可见仿真温度和实测温度基本一致，说明利用CFD算法对猪舍进行温度测量是可靠的。 其次，通过采集的试验数据，利用阶跃响应曲线法求取了风机-温度传递函数： ，风机-湿度传递函数 ：，湿帘-温度传递函数： ，湿帘-湿度传递函数： 。 PID控制算法最为经典，控制逻辑简洁明了，但需要建立精确的控制数学模型，对PID的参数整定要求较为严格。而模糊控制则是根据控制经验利用隶属度函数量化PID的取值，无需建立精准的数学模型，对被控对象参数变化适应能力强，但由于相当于PID控制环节的PD控制，因此可能会存在稳态误差。综合PID控制算法和模糊控制算法的优缺点，利用控制经验编写的模糊规则对PID参数进行自校正，即模糊PID控制算法，对系统模型进行了仿真对比分析。仿真结果验证了模糊PID相比于PID控制方法，可以减小系统的超调量，加快输出响应速度，消除静差。当受到随机噪声干扰时，系统表现出了一定的抗干扰能力。又由于温、湿度之间的耦合关系，利用了前馈补偿法对温、湿度风机-湿帘执行机构进行了解耦计算，设计了2个前馈补偿器，用以解除妊娠猪舍风机-湿帘系统的温、湿度耦合关系。 最后，利用Simulink完成了对控制系统的建模并进行了仿真，仿真试验结果表明温度控制系统的最大超调量只有3.4%，调节时间为168s(超调量小于0.01%)；湿度控制系统在控制过程中最大超调量为0.008%，调节时间为193s(超调量小于0.01%)。表明此控制系统能够消除风机-湿帘控制系统中温、湿度的耦合关系，且调控响应时间短，有较好的系统稳定性，针对随机噪声的扰动具有一定的抗干扰能力，无静差的优点。 |
| 并列题名： | Simulation Study on Fuzzy PID Control System of Temperature and Humidity in Pregnant Piggery Based on CFD |
| 题名主题： | CFD 妊娠猪舍 模糊PID 解耦合 仿真 学位论文 |
| 中图分类： | S24-533 |
| 个人名称等同： | 陈重远 著 |
| 个人名称次要： | 张霞 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20200312 |