基于限幅模糊PID算法的蓄热性能检测仪密闭绝热双腔体温度控制研究

【目的】地采暖地板蓄热性能检测仪采用密闭绝热双腔体结构,对试件进行检测时要求上腔体在900 s内达到设定温度为T_0的初始检测条件,温度误差小于±0.25℃,均匀度小于±0.20℃。针对检测腔体对初始温度的特殊要求,提出一种限幅模糊PID算法,以实现对密闭绝热双腔体腔内温度的快速、精准控制。【方法】首先建立限幅带,设Δe>0,且Δe∈N,当测量值与设定值的偏差ε≤|Δe|时,输出增量由PID算法给出;当ε>Δe或者ε<-Δe时,输出增量由模糊推理给出控制输出量。算法中将温度实际值与设定值的误差以及误差变化率划分为若干个论域中的模糊值,并且建立相应的模糊规则,对于任意一个实时温度采样值,控制系统能够自动求出与目标值的偏差,通过模糊算法给出相应的输出量,从而达到上腔体温度快速调节的目的。【结果】1)限幅模糊PID算法在820 s时,上腔体温度达到稳定状态,与原设计相比提前350 s; 2)温度精度达到±0.15℃; 3)腔体内温度均匀度为±0.15℃。【结论】基于限幅模糊PID算法的地采暖地板蓄热性能检测密闭绝热双腔体温度控制系统,可实现通过调节下腔体温度达到对上腔体温度快速、准确调节的目的,为检测初始条件的设定提供可靠保障,提高了整个设备的可靠性,保证了检测结果的准确性。

实木地采暖地板蓄热性能检测技术

【目的】提出一种基于密闭绝热腔体的实木地采暖地板蓄热性能检测方法,并开发采暖地板蓄热性能检测装置,为我国地采暖地板行业产品标准化提供借鉴。【方法】将密闭绝热腔体空间均匀分成L×M×N个小的空间区域,每个小空间内安装温度传感器。将加热到一定温度T_e的实木板材试件置于初始温度为T_0(T_e>T_0)的密闭绝热腔体中作为热源向外释放热量。当达到平衡状态后,通过传感器检测每个小空间的温度,根据前后变化的温度差、每个小空间的体积及空气比热容计算试件释放热量前后每个小空间内空气所吸收的热量。对每个小空间内空气吸收的热量进行累加,得出试件释放出的总热量,根据热量与质量比值,计算实木板材在该工况条件下的蓄热性能。【结果】在密闭绝热腔体初始温度20℃、试件温度70℃的工况条件下,对水曲柳、红松和白栎树种地采暖地板分别经过10次测试,得出3种实木地采暖地板的蓄热性能分别为105.70、106.27和101.99 J·℃^(-1)。【结论】基于对实木地采暖地板蓄热性能的检测方法及开发的检测装置,通过对3个树种地采暖地板蓄热性能的多次检测,检测数据方差均小于1.00,表明检测数据较为稳定,能够准确检测出某类树种采暖地板的蓄热性能参数并评价该类地板的蓄热性能。本研究提出的地采暖地板蓄热性能检测方法及开发的检测装置,可为行业或国家标准的建立提供分析方法与仪器,对我国地采暖地板行业产品标准化具有重要意义。