空调水系统实时在线优化控制预测模型的研究
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基于模型预测控制的建筑智能化中央空调控制策略研究随着现代建筑技术的不断发展,建筑行业对于绿色建筑的要求日益提高。
其中,采用智能化中央空调系统成为了当下建筑节能减排的重要手段之一。
而在空调系统中,控制策略是关键因素之一。
基于模型预测控制的中央空调控制策略,则是目前建筑智能化领域中备受关注和研究的课题。
一、基于模型预测控制的中央空调控制策略概述基于模型预测控制的中央空调控制策略,是在数学模型的基础上对系统进行预测和控制,以实现系统能耗效率的优化。
该控制策略的基本原理是将未来一段时间内的能量消耗进行预测,然后根据预测结果调节空调系统的运行状态,以使得空调系统在满足室内舒适度的前提下,实现尽可能的能耗节约。
整个系统包括传感器、控制器和执行器。
其中,传感器可以采集房间温度、湿度等信息,并传回控制器;控制器将传感器的信息进行处理,生成中央空调系统的控制信号;执行器根据传输的信号,对中央空调系统进行实时控制。
基于模型预测控制的中央空调控制策略将精准的预测和控制融为一体,通过计算精度和计算速度的提高,实现了整个系统的高效运行。
在实际应用中,该策略可以有效提高中央空调运行的效率,降低能耗、减轻环境压力,实现节能环保。
二、基于模型预测控制的中央空调控制策略实现方法基于模型预测控制的中央空调控制策略需要对空调系统的精细化建模,以更好地理解系统的状态和性能。
建模过程通常包括以下三个步骤:1. 建立数学模型数学模型是基于空调系统的物理原理和现实问题,应用相关数学方法建立的抽象模型。
根据可控变量和不可控变量等要素,利用控制理论和状态空间法等数学工具,建立系统模型方程。
2. 模型参数辨识模型参数辨识是指通过实验或测量数据,确定所建立模型的参数。
根据模型参数辨识方法及其所使用的数据类型不同,它可以被分为经典辨识、多元统计辨识、模糊辨识、无模型自适应辨识等多种方法。
3. 控制算法设计根据所建立的数学模型和模型参数,设计基于模型预测控制的控制算法。
基于模型预测控制的智能供水系统优化设计一、引言随着智能化时代的到来,传统的供水系统已经不能满足人们的需求,特别是在城市化进程加速的大都市区域,供水的质量与安全一直是人们极为关注的焦点。
因此,设计一种基于模型预测控制的智能供水系统具有重大的现实意义与发展前景。
二、智能供水系统的基本原理智能供水系统是利用新一代的信息技术,采用先进的控制与管理算法,实现供水过程的智能化控制。
它将传统的供水管网、水质监测、水泵控制、水池储备等环节综合起来,构建出一个高效稳定的供水系统。
具体来说,智能供水系统的基本原理是通过大数据分析与预测算法,对供水过程中的各个环节进行监测和控制,实现动态调度,提高供水效率和水质稳定性。
其中,模型预测控制技术是智能供水系统的重要组成部分。
三、模型预测控制技术的应用模型预测控制技术是指根据动态变化的供水系统行为与外部环境,建立数学模型预测未来的系统状态,并通过控制器进行调节,以达到系统稳态。
该技术具有高精度、快速响应、灵活变化等优势,因此在智能供水系统中得到了广泛应用。
3.1 模型预测技术应用在供水管网建模供水管网是智能供水系统的基础性设施,其建模是预测系统状态和供水效率的必要前提。
传统的供水管网主要采用二维图模型进行建模,难以适应大规模、复杂供水管网的建模需求。
而采用模型预测技术,可以实现三维实时建模,并能够根据网络延迟等因素优化建模参数,提高模型精度。
3.2 模型预测技术应用在水质监测中水质监测是智能供水系统安全与稳定的关键环节。
传统的水质监测主要采用人工采样、实验室检测等方式,效率极低,无法适应供水实时性的要求。
采用模型预测技术,在水质传感器的基础上,可以通过流式分析、动态建模等方式建立实时监测模型,对水质进行预测和变化控制。
3.3 模型预测技术应用在水泵控制中水泵是智能供水系统的核心组成部分,传统的水泵控制系统主要采用PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法,无法适应复杂变化的供水环境。
基于智能算法的空调系统优化设计研究随着现代科技的不断发展,智能化技术正在越来越多地运用于生活中的各个方面,其中,智能算法在空调系统的优化设计方面也发挥了重要作用。
本文将结合实际案例和专业知识,探讨基于智能算法的空调系统优化设计研究。
一、智能算法在空调系统中的应用智能算法是指利用计算机程序模拟人脑结构和功能的算法。
在空调系统中,智能算法主要应用于空调系统的优化、节能、控制等方面。
例如,利用智能算法可以实现对室内温度、湿度、空气质量等多项指标的自动调节,提高空调系统的智能化水平和用户体验。
此外,智能算法还可以通过对空调系统的数据分析和处理,优化加热、制冷、通风、空气净化等多种功能模式,提高整体的能效比和节能效果。
二、智能算法在空调系统优化设计中的作用空调系统的优化设计是保证系统性能、降低运营成本、提高用户舒适性等诸多方面综合考虑的问题。
基于智能算法的空调系统优化设计可以克服传统设备设计过程中的种种不足之处,更好地适应于现代人体舒适性、智能化控制等方面的需求。
1、基于智能算法的空调系统设计包括多种优化算法,涉及温度控制、模糊控制、神经网络控制、人工智能控制等多种技术。
2、应用现代技术手段,如人工神经网络、遗传算法、粒子群优化算法等,建立空调系统性能模型,优化筛选设计参数,加入智能控制策略,实现冷源系统、回路系统、空气系统等方面的优化设计。
3、结合系统性能分析和实际使用情况对空调系统进行后续优化和调整,以保证优化设计的持续有效性和长期稳定性。
三、基于智能算法的空调系统优化设计实例以某商业楼层的中央空调系统为例,我们将探讨基于智能算法的空调系统优化设计的实现过程。
1、空调系统优化前在商业楼层内,共有四个办公室和一个礼堂,室外温度保持在28℃,热负荷总和为4.5kW,空调系统采用的是风冷式封闭式循环水冷却机组,制冷量8.0kW,回水温度30℃;送水温度和冷却水位分别为12℃和35mm,颗粒过滤器安装在冷却水口处,压缩机设置为自旋式。
信患工程一种基于单神经元Smith预测控制的中央空 调系统优化控制方法研究作者/王伟、苏双,山东正晨科技股份有限公司基金项目:济南市高新区2015-2017年节能专项资金支持项目《办公建筑室内用电设备综合节能管理平台研究及产业化》项目编号:201512摘要:对于中央空调系统,Smith预估器可以较好地解决PID控制器带有纯滞后系统的控制问题。
当纯滞后较大时,用Smith难以获得满意 的控制效果,本文采取对被控对象的纯滞后作用进行补偿的方法,提出将单神经元与Smith预估器组合在一起的复合控制方案,在本方案 中,利用了Smith能够应对纯滞后的特性及单神经元自学习、自组织的能力,不需要对被控对象进行精确的辨识,就能够实现对大纯滞后 系统的自适应控制。
关键词:Smith预测控制;中央空调;单神经元;学习策略中央空调系统具有体系相对庞大,结构比较复杂,冷却 7K和冷冻水输送管道较长,导致控制系统迟钝,反应不敏感,存在着严重的滞后效应,非线性化严重,并且空调终端和管 路存在着各种各样的干扰,使得系统运行过程不鲁棒。
目前 主流的控制方法为比例-积分-微分控制器(PID控制器)[1],控制器参数分别为比例常数、积分常数、微分常数,通常是 预先设定好的,在中央空调运行过程中保持不变,这就造成 了空调不能很好的适应终端环境和工况的问题。
对此,本文 提出了_种S m ith预测控制器和单神经元相结合的中央空 调系统优化控制方法,方法利用S m ith预测控制器消除系 统的大滞后特性,并且利用单神经元的自学习和自调整能力 使系统获得较好的参数,提高系统的快速响应。
1. Smith预控器S m ith预估器是建立在控制对象的数学模型上的,是在 已有控制系统上添加预测单元以对抗系统的滞后效应,用以对系统的动态性质进行补偿,补偿后得到的传递函数会 消除滞后的性质,也就是说S m ith预估器把滞后系统有效 的转化为了不含滞后的系统,从而使系统对干扰和噪声鲁棒。
基于机器学习的中央空调的优化控制策略1. 引言1.1 背景介绍中央空调系统在大型建筑中扮演着至关重要的角色,它不仅可以提供舒适的室内环境,还可以有效管理能源消耗。
随着社会经济的发展和建筑规模的不断扩大,中央空调系统的优化控制显得尤为重要。
传统的控制方法往往存在着固定的设定参数和静态的控制策略,不能很好地适应不同环境下的需求,导致能源浪费和运行效率低下。
为了解决这一问题,基于机器学习的中央空调优化控制策略应运而生。
通过利用机器学习算法对系统进行学习和优化,可以根据实时数据调整控制参数,实现对环境的智能感知和自适应控制。
这样不仅可以提高系统的能效性能,还可以降低能源消耗和维护成本,实现环境保护和节能减排的目标。
探索基于机器学习的中央空调优化控制策略具有重要的研究意义和实际应用价值。
本文将系统介绍中央空调系统的优化控制需求、传统控制方法的局限性以及基于机器学习的优化控制策略,并结合实际应用场景展开讨论,为未来研究方向提供参考。
1.2 研究意义中央空调系统在现代建筑中扮演着至关重要的角色,它能够为建筑提供舒适的室内环境,保障人们的健康和生产效率。
传统的中央空调系统通常采用静态控制策略,无法根据实际环境和使用需求进行动态调整,导致能耗高、效率低。
随着机器学习技术的发展和普及,基于机器学习的中央空调优化控制策略成为了一个备受关注的研究方向。
机器学习技术能够利用大数据和强大的算法,从传感器获取的数据中学习和预测建筑内部环境的变化趋势,实现智能化的控制。
这种基于数据驱动的方法能够有效地提高中央空调系统的能效,并且提供更加个性化和精准的控制方案。
研究基于机器学习的中央空调优化控制策略具有重要的实用意义和应用前景。
通过深入研究和探索,我们可以不断优化算法和模型,进一步提高中央空调系统的能效和舒适性。
这对于减少能源消耗、降低温室气体排放具有重要意义,同时也能为建筑运行管理提供新的思路和方法。
研究基于机器学习的中央空调优化控制策略不仅符合当前环保节能的趋势,也能为智能建筑的发展提供有力支持。
中央空调水系统优化控制研究的发展及现状摘要:能源是经济发展的动力,节能是可持续经济和社会发展战略的必要条件。
近年来,由于中国经济的快速发展,中国许多城市出现了电力短缺,空调的能耗逐年增加,使得节能空调的运行势在必行。
因此,如何在满足空调舒适性的同时最大限度地节约能源越来越受到关注。
在影响空调系统能耗的许多因素中,对空调系统进行最佳控制是一个非常重要的方面。
本文探讨了优化中央空调水系统控制的方法,并提出了一种有效的设计方法。
关键词:中央空调;水系统;优化控制;研究分析前言随着科技的发展,中央空调系统为人们提供了舒适的生活和工作环境。
但是,中央空调系统产生的能源消耗很大,是建筑能源消耗的一个重要组成部分。
中央空调系统的最初设计要求在极端情况下满足建筑的冷却荷载,但实际上,大多数情况下,荷载是部分完成的。
如果系统不能动态适应实际负载,可能会浪费能源并影响系统设备。
优化中央空调系统以节省能源和减少能源消耗是减少建筑物能源消耗和提高建筑物可持续发展的重要手段。
1中央空调水系统工作原理水系统中央空调系统是风机盘管半中央系统。
整个零件的加热与冷却荷载由系统加热与冷却群组支援。
内风机盘管通过管道连接到系统的热水组和冷水组,热水组提供的热水和冷水用于冷却和热准备。
中央空调由于布局灵活、调节性能好、舒适环保等优点,在中国得到广泛应用。
在中央空调系统中,它包括压缩机、冷凝器和蒸发器。
压缩机高温高压制冷机通过冷凝器冷却降低压力,冷凝塔内的热量通过水系从冷却塔中排出。
制冷剂继续通过节水装置流入低温低压液体,并通过蒸发器降低冷却水的温度。
蒸发器两端的冷却水循环系统允许冷却水流动即使室内温度保持在一定范围内,整个过程仍会重复。
中央空调系统是一个综合的水收集和通风系统。
本文重点介绍了水系统。
空调水系统的运行特点主要体现在两个方面:第一,空调设备通常在额定负荷下连续运行;其次,回水的温差明显低于冷却系统。
空调负荷因运行时间而异:50 %以上的运行时间占总负荷的50%至75 %,而全年总运行时间通常不到总负荷的10%。
基于模型预测控制的空调能耗优化技术研究随着人们生活水平的不断提高,空调已经成为人们生活中必不可少的电器设备之一。
然而,空调的使用对能源的消耗也是非常巨大的。
为了保护环境和节约能源,开展节能减排是我们共同的责任。
因此,如何在保证室内舒适度的基础上,尽可能地减少空调的能耗是当今研究的热点之一。
基于模型预测控制的空调能耗优化技术是一种非常有效的优化控制方法。
该方法通过建立空调系统的数学动态模型,根据预测模型进行优化控制,从而实现空调系统的能耗优化。
该技术的核心是建立空调系统的模型。
空调系统的数学模型可以采用传统的物理模型方法,也可以采用基于数据的建模方法,还可以采用混合方法进行建模。
建模的关键是要充分考虑空调系统的动态特性和非线性性。
在建立好空调系统的模型后,下一步就是利用模型进行优化控制。
在模型预测控制方法中,首先要对目标函数进行优化。
目标函数的选择主要考虑到室内舒适度和能耗之间的平衡,即达到室内舒适度的同时最小化能耗。
其次,要根据已有的历史数据进行建模,预测未来一定时间内的空调负荷和外部环境条件,然后根据预测结果进行控制。
最后,还要不断地对模型进行修正和优化,以逐步提高优化控制的精度和效果。
例如,在热夏天使用空调时,人们需要设置适宜的温度来保证舒适度。
但是,如果设置的温度过低,则会增加能耗。
为了最大程度地减少能耗,可以通过模型预测控制技术在一定时间范围内对空调系统进行优化控制。
根据历史数据和环境条件,预测未来一定时间内的空调负荷和外部环境条件,并根据预测结果调整空调设置。
在此基础上,通过不断地对模型进行修正和优化,可以实现空调系统的能源优化,达到环保节能的目的。
总之,基于模型预测控制的空调能耗优化技术是一种非常有效的优化方法,可以最大程度地减少空调的能耗,达到环保节能的目的。
该技术需要充分考虑空调系统的动态特性和非线性性,并不断修正和优化模型,以提高优化控制的精度和效果。
相信在未来的科技发展中,基于模型预测控制的空调节能技术会变得更加普及和成熟。
中央空调水系统效率优化策略研究摘要目前,建筑节能是世界普遍关注的问题,同样也是我国能源政策关注的焦点。
由于中央空调系統能耗是建筑能耗的主要组成部分,所以空调系统的节能便成为降低建筑能耗的主要着力点。
空调系统一般包括风系统和水系统,而其中水系统能耗又在整个空调系统中占有很大的比例,因此,对空调水系统进行节能研究具有重要意义。
在实际中央空调系统中,经常会遇见系统中部分房间过冷,而部分房间却不冷的现象,这主要是由于水泵选型和管段阻力确定不合理等因素导致的水力失衡引起的结果。
下面对优化策略进行阐述,仅供参考。
关键词建筑节能;空调水系统;优化由于中央空调系统是一个复杂的系统工程,要实现中央空调系统的最佳运行和节能,从局部去解决问题是不可能办到的,必须针对空调系统的各个环节(包括主机、冷冻水系统、冷却水系统等)统一考虑,全面控制,使整个系统协调运行,才能实现最佳综合节能。
本文的基本思想是通过建立空调水系统的模型,然后根据模型优化空调水系统所要求的最佳运行参数,确保空调水系统始终处于优化的最佳工作点上,为有效解决中央空调系统在低负荷状态下运行效率下降的难题打下了基础。
1 中央空调系统设备的性能特性分析过程优化的关键技术是建立过程稳态模型和建立过程优化模型。
过程稳态模型是基于具体装置的物理或化学过程建立的数学模型,它反映了生产过程的操作性能及约束条件,是实现过程优化的主要依据。
对空调系统设备的性能特性分析和计算是建立空调系统的过程稳态模型的主要途径。
一般的HV AC系统主要由如下几个部分组成:水系统;风系统;自控系统。
这些系统又包含有许多部件,被控参数一般是室内温度和湿度。
影响室内温、湿度的因素很多,例如:冷冻水阀、加热器和加湿器的开度、室外温度和湿度、排气情况等。
由于系统构成复杂、参数众多,因此很难用精确的数学模型来描述HV AC控制系统,也很难开发出精确的控制模型。
众所周知,空调水系统的能耗在整个HV AC系统的能耗中,占了相当大的比例。