筆者經過理論及實驗研究，對ＰＩＤ控制方式進行了改進，提出了一種帶有模糊演算法的自適應性控制系統，並將其運用於樓宇中央空調的自動化控制中。通過在某單位的３１５ｋＷ螺桿式冷熱水機組上的實驗證明，該控制系統有效地提高了機組的運行效率，增加了空調的舒適性。
１ 基本原理
１．１ 螺桿式冷（熱）水機組
本文的研究對象為一台設計容量為３１５ｋＷ的螺桿式冷熱水機組。壓縮機採用Ｆｒａｓｃｌｄ公司生產的緊湊型雙螺桿壓縮機，壓縮機自身帶有能量調節裝置，可以實現製冷量５０％～１００％的無段式調節。技術參數見表１，系統原理圖（附控制感測器布置）如圖１所示。
１．２ ＰＩＤ調節器的數學模型
ＰＩＤ調節器又稱比例積分微分調節器，具有比例、積分、微分三種作用環節。連續ＰＩＤ調節器的特性方程為：
ｙ＝Ｋｃ（ｅ＋ｅｄｔ＋ＴＤ）
（１）
式中：
ＫＣ——比例係數；
ＴＩ——積分時間常數；
ＴＤ——微分時間常數。
三種調節作用概括如下：比例作用按偏差量的大小成比例地改變調節量，能迅速抑制干擾，是基本的調節環節；積分作用實現有偏差量的調節，起消除靜差的作用；微分作用則按偏差量的變化速率成比例地改變調節量，起超前調節、縮短調節時間的作用。ＰＩＤ調節器將三種調節作用適當地組合，共同完成一個調節過程。
常規的ＰＩＤ調節器採用預先設定的ＫＣ、ＴＩ、ＴＤ參數值，在機組運行過程中不能隨環境而改變。實驗研究表明，ＰＩＤ調節在平穩運行時效果較好，但是當運行工況變化較大時，則不能十分精確地調節，造成壓縮機運行惡化、能效比降低等問題。從控制論上講，熱物理參數的傳遞速率較低，往往造成ＰＩＤ調節器的微分作用減弱、控制慣性增大、控制滯后現象嚴重。因此，需要對傳統的ＰＩＤ進行改進。
本文採用了自適應性的控制方式，在機組的運行中，在線調整系統的熱力學參數的判定，從而即時地改變ＫＣ、ＴＩ、ＴＤ等參數的值，以適應變工況的運行要求。
１．３ 模糊控制演算法
模糊演算法根據經驗總結出許多規律，制定控制表，存入計算機內存儲器。控制時，由偏差和偏差變化率的大小，搜索控制表，找出相應的控制量。基本的控制規則描述如下：
ｕ＝＜ｋ·Ｅ＋（１－ｋ）·ａ·Ｅ?＞，ｋ??０，１?（２）
式中：
ｕ——控制量輸出模糊量；
Ｅ——偏差模糊量；
Ｅ?——偏差變化率模糊量；
ａ——量綱修正係數
由於模糊控制的調整速度快，機組運行的波動較小，對於製冷系統的變工況調節有積極的意義。但是此方法適應性較差，不利於推廣為通用產品，不宜在中央空調中單獨使用。本文採用局部的模糊演算法，在運行中修正系統的熱力學參數，並儲存在資料庫中，當運行工況發生重複時，直接進行製冷量的調節。實驗表明，這種模糊輔助的控制方式對於減小機組的控制滯后、提高機組運行的經濟性具有積極的意義。
１．４ 控制目標
傳統的螺桿機組採用熱力膨脹閥。在機組的運行中，隨著熱負荷的變化，膨脹閥的開啟度由感溫包通過溫度及壓力的平衡來決定，無法進行數字化的控制，精度較差。本文所討論的螺桿式冷熱水機組，採用電子膨脹閥。
由實驗樣機生產廠家提供的數據顯示，其壓縮機的可靠調節範圍為５０％～１００％。但實驗研究表明，僅採用壓縮機自身的調節方式，當機組負荷降低時，軸功率的減小速度遠小於製冷量的減小速度，ＥＥＲ值大幅下降，如表２所示。因此，實際運行中，應控制壓縮機排氣量不小於７５％，才能保證節能。
本文通過調整壓縮機的排氣量（Ｖｏ）和膨脹閥開啟度（ＥＶ）來控制壓縮機的排氣壓力（Ｐｏ）和壓縮機進口處的過熱度（Ｔｓ）。控制參數與控制目標如下：
（１）控制參數，壓縮機排氣量為７５％～１００％，無極調節，控制周期２０ｓｅｃ；膨脹閥開啟度為１００～２５０個脈衝，控制周期４ｓｅｃ。
（２）控制目標：１．９５ＭＰａ＜Ｐｏ＜２．０５５ＭＰａ
９℃＜Ｔｓ＜１１℃
另外，室內末端為分裝的冷風機，通過繼電開關將其開閉狀態傳至機組，作為機組負荷量監控的參考。
２ 控制系統模型
本文通過調整壓縮機的排氣量和電子膨脹閥開啟度來控制壓縮機的排氣壓力和進口處的過熱度，系統
