智能直流变频空调控制系统.doc

智能直流变频空调控制系统218275596 摘要 随着人们对舒适的生活品质与环境的愈来愈重视，家用空调器的需求量逐年增加。 直流变频空调由于其卓越的性能已成为家用空调的发展方向，其智能控制技术也日渐得 到各个厂家的重视。 若空调器采用传统的控制方法，当室外气象参数和室内负荷变化较大时控制效果较 差，主要表现为所控制的室内温、湿度波动较大，舒适度不佳。为了使所控制的室内温、 湿度相对稳定，提高空调房间的舒适性，近几年来，在空调器领域引入专家系统控制方 法。由于室外气象参数和室内负荷变化的随机性，因此对室内温、湿度的控制量是无法 精确计算的，控制系统的传递函数也是无法预知的。采用专家系统的空调器能够根据室 外气象参数和室内负荷的变化，及时地调整制冷量或室内送风量，保持空调房间要求的 舒适度。而且专家系统应用于智能直流变频空调，具有高效节能、起动电流小、工作噪音低、温度控制精度高等一系列优点，能够创造更舒适的房间环境;同时，采用无刷直流电机作 为压缩机和内风机，使能效比有较大提高，使用寿命大大延长。 所以本文采用了专家控制系统的控制方法。从硬件方面着手进行了直流变频空调室内、室外系统的综合设计。为了使工作于室外环境的空调室外控制系统结构简洁、高效、可靠性高，室外机控制器选用智能功率模块和单片机组成整个系统，用智能功率模块IPM替换分立元件搭成的逆变桥，由CPU独立控制压缩机运行、温度采样、电子膨胀阀驱动、室外机风机调速、四通阀驱动、电压电流采样以及各种保护电路和室内机通讯电路。针对无刷直流压缩机空调选用MOTOROLA公司的M68HC908MR24，，带有独立P WM模块，能输出三组互补PVJM信号并有4路中断捕获口，用于转子位置信号捕获。 室内机结构相对于室外机较为简单，主要控制室内风机、室外机通讯以及导 风板、百叶窗等部件，分别采用MOTOROLA的MC68HC908GP32和TOSHIBA 的TMP87C846设计两套控制系统，各自完成对直流风机和交流风机的控制。 通讯电路的工作情况对空调性能影响较大，室内机和室外机之间有很多信号需 要传输，要求通讯电路稳定可靠，经过比较选择，采用电源线载波式形式进行 通讯，并在控制软件中加入滤波功能，提高抗干扰能力，获得较高的通讯准确 率。 键词:空调器直流变频压缩机专家系统 电子膨胀阀无刷直流电机 目 录 1 绪论 1．1课题的背景 1．2专家控制变频空调的特点和优 1．3现状以及控制变频空调国内外方法发展趋势 1.3.1变频空调国内外发展现状. 1.3.2变频空调控制方法的发展趋势 1．4智能直流变频空调系统研究的主要工作 2 智能直流变频空调室外机控制系统····································……7 2.1变频空调的基本结构和工作原理 2.1.1智能直流变频空调的基本结构 2.1.2智能直流变频空调的工作原理 2.2变频空调室外机电气控制系统简介 2.3变频控制专用微处理器及功率模块 2.3.1 Motorola产品M68HC908MR24 2.3.2智能功率模块的特点 2.3.3智能功率模块IPM功率的选择 2.3.4 Mitsubishi智能功率模块PM30CTJ060 2.4室外控制系统主结构介绍 2.4.1主电路框图 2.4.2室外控制单元框图 2.5室外各控制单元软、硬件方案 2.5.1室外机软件控制方案 2.5.2室外电源板硬件方案 2.5.3室外控制板硬件方案 2.6无刷直流电机反电势法的原理 3 智能直流变频空调室内机控制系统 3.1空调室内机功能简介 3.2变频控制室内单元微处理器MC68HC908GP32 3.3室内控制板各部分控制方案 3.3.1主电路框图 3.3.2室内控制系统主程序 3.3.3室内风机控制方案 3. 3. 4驱动步进电机控制方案 3. 3. 5遥控器接收方案 3. 3. 6与室外机的通讯方案 4智能直流变频空调的专家控制系统 4.1智能直流变频空调的工作模式及保护控制 4.1.1工作模式控制方案 4. 1 .2系统保护控制 4.2专家系统简介 4.2.1专家系统的基本概念和特点 4.2.2基于规则的专家系统的组成 4.3.3知识库的建立 4.4.3冲突消解策略 4.3专家控制系统知识库的建立 4.3.1知识的获取 4.3.2知识的表示 4.4专家系统的 推理机制· 4.4.1推理方向 4.4.2搜索策略 4.4.3冲突消解策略 4.4.4专家控制系统的构成 5 全文总结 6参考文献 7致谢 1绪论 摘要 直流变频空调是近年来家电行业的新兴产品.。本文对智能直流变频空调器做了系统分析，着重研究了变频空调控制系统的硬件技术、软件编