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相比定风量空调系统,由于节约空调机组的运行电耗,布局灵活和管理方便等特性,变风量空调系统（Variable Air Volume Air Conditioning System,VAVACS）得到了广泛的应用。其中,VAVACS中的重要部分-空调房间配用的变风量末端装置（Variable Air Volume Terminal,VAV-TMN）的运行效果如何,直接影响着空调工艺对室内温度的精度要求;而VAV-TMN的自控方式则对其运行效果起着决定性作用。目前,整数阶PID单回路和整数阶PID-PI串级调节方式是VAV-TMN主要自控方式,这带来了室温控制误差和超调量较大以及调节时间较长等问题。鉴于此,综合分数阶微积分理论,PID控制技术和变风量空调工艺,本文提出了VAV-TMN的室温分数阶PID-送风量PI串级调节器的设计方法。同时,对于室温PIλDμ-送风量PI串级控制器中的7个控制参数整定问题,提出了改进的自适应差分进化算法（Improved Parameter Self-adaptive Differential Evolution,IPSA-DE）和构建了VAV-TMN室温PIλDμ-送风量PI串级控制系统。相应的主要研究内容如下:1.基于VAV-TMN及其配套自动化元件的工作机理,对空调房间温度对象的输入\输出特性、室温和送风量测量变送器的输入\输出特性、送风量执行器的输入\输出特性、室温分数阶PID控制器的输入\输出特性和送风量PI控制器的输入\输出特性进行了分析和推导,并建立了上述环节的传递函数表达式。2.通过对标准差分进化算法中变异因子F和交叉因子CR进行自适应调整,提出了一种参数自适应的改进型差分进化算法。算例结果表明该IPSA-DE算法能够有效克服传统方法出现收敛早熟问题和获取相关参数的全局最优值。3.基于该IPSA-DE算法,整数阶PID控制器的参数整定方法和制定的目标函数J,设计了主控制器-室温PIλDμ控制器和副控制器-送风量控制器的迭代式参数整定算法,获取了7个控制参数KP,M*,KI,M*,KD,M*,λ*,μ*,KP,A*和KI,A*的合理取值范围。4.在空调冬季供热和夏季供冷运行工况下,基于迭代式控制器参数整定算法所获取的7个控制参数最佳值,运用Matlab软件分别对室温PIλDμ-送风量PI串级控制系统进行了组态和数值模拟。结果表明,该室温PIλDμ-送风量PI串级控制系统在理论上是可行的,且室温、送风量满足空调工艺要求。而且在该串级控制系统加入预估Smith补偿器后,具有明显的克服时滞优势。5.对于同样的空调房间及其配用的VAV-TMN,在空调冬季和夏季工况下,也分别进行了室温PIλDμ单回路控制方式,室温PID单回路控制方式和室温PID-送风量PI串级控制方式的数值模拟。基于相应的数值模拟结果分析与比较,本文所提出的VAV-TMN室温PIλDμ-送风量PI串级调节器及其控制系统无论在室温控制精度,超调量,稳态误差,调节时间和送风量等性能指标方面,均具备较为明显的优势。