室温控制系统的设计与优化

室温控制系统的主要控制目标是将房间内的温度保持在一个给定的期望值。 房间内的温度受内部和外部环境因素的影响， 若不采用主动温度控制， 则温度在一天之内会有较大的波动。 室温控制系统可采用开环控制和闭环控制两种工作方式。

1. 开环控制方式

如图1－4 所示， 开环室温控制系统由控制器、 加热器等组成， 控制指令按照向前的顺序最终通过加热器作用于房间的温度。 若已经清晰地了解室内外温度在一天中的变化规律，并且已经准确地标定了开环控制各个环节的精度， 则开环室温控制系统能够较好地将温度保持在给定值。

图1－4　开环室温控制系统的结构

然而， 开环室温控制系统不具备有效对抗干扰的能力。 例如雨雪天气突变、 房间的门窗被打开、 房间温度变化的模型不准确等都可能导致室温产生较大的偏差。(www.xing528.com)

2. 闭环控制方式

若实时测量房间的温度并将其反馈至输入端， 则构成闭环室温控制系统。 如图1－5 所示， 将反馈到输入端的温度和期望温度进行比较， 生成偏差信息， 然后温度控制器按照一定规律， 通过对偏差计算处理生成指令并调整加热器的功率。 若控制器的工作方式和参数设置合理， 则房间的温度会较好地保持在期望值附近。

图1－5　闭环室温控制系统的结构

闭环室温控制系统能够根据偏差信息对房间的温度进行调整， 因此， 当有内部或外部扰动因素影响房间温度时， 闭环室温控制系统能够自动调整加热器的功率， 从而消除由扰动造成的偏差。