建筑冷热源系统自适应优化控制模型的研究

《建筑冷热源系统自适应优化控制模型的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南大学博士学位论文建筑冷热源系统自适应优化控制模型的研究姓名：颜永民申请学位级别：博士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：张国强20070420建筑冷热源系统自适廊优化挣制梗霉J的研究优化算法模型中，为了能较好地处理离散参数和约束条件，采用二进制编码的遗传算法，对冷热源系统运行参数进行优化。为了验证冷热源系统白适应优化控制模型的有效性，利用某出版社的空调冷源系统对优化控制模型进行了检验。经计算分析，优化后的系统能耗比优化前节能约7％。为了减少冷热源系统在线优化控制问题的复杂性和节约计算时间，运用近似优化

2、控制策略，对冷热源自适应优化控制模型进行简化，得到简化模型。在此基础上，再运用本文提出的优化算法对建筑冷热源系统进行优化。本文对简化的系统优化控制模型与未简化的系统优化控制模型进行了对比，在对比分析中发现，两种模型的平均节能率相差不大，说明系统优化控制模型在运用近似优化策略进行简化后，既可以简化计算，又能达到较好的节能效果。在冷热源优化控制系统中，现场控制也是很重要的一个环节。除了开／关控制，常规PID控制器是现场控制中应用最为广泛最基本的控制器。但是常规的PID控制主要是控制具有确切模型的线性过程，而对于非线性

3、、时变的系统，则很难达到满意的控制效果。提出了自适应模糊PID控制器模型，可以根据系统误差和误差变化率不断对PID控制器的输出进行在线调整。以某空调房间温度控制系统为研究对象，对自适应模糊PID控制器和常规PID控制器进行了对比。计算结果表明，自适应模糊PID控制器具有良好的动、静态性能，并且鲁棒性较强。本文的主要创新点如下：(1)冷热源系统的设备模型对冷热源优化控制具有重要的影响，考虑到计算速度的约束，提出了冷却塔进、出水温差的辨识模型。(2)为了辨识HVAC系统设备模型的时变参数，在传统的带遗忘因子递推最小二

4、乘法基础上，提出了HVAC系统的遗忘因子模糊自整定系统辨识法。运用遗忘因子模糊自整定的系统辨识法后，各设备模型可共用一个遗忘因子准则函数，既可以减少确定各模型遗忘因子准则函数所带来的繁琐性，又能保证计算精度。在运用遗忘因子和模糊控制的方法后，整个过程的计算量增加不大。(3)在遗忘因子模糊自整定系统辨识的基础上，提出了冷热源系统在线自适应优化控制模型。(4)为了能更好地将冷热源自适应优化控制模型运用于实际工程，对冷热源优化控制问题进行了简化，提出了冷热源自适应优化控制简化模型。(5)提出了模糊自整定PID控制器，P

5、ID控制器的参数能够在线自整定，能对复杂的系统进行有效控制，使控制系统的性能明显改善。关键词：冷热源；优化控制；系统辨识；最小二乘法；遗忘因子；遗传算法IllAbstractEnergyconsumptionofbuildingcoolingandheatingsources，whichdirectlyhasanimpactoncharacteristicofenergyconsumptionforHVACsystems，initialinvestment，operatingcostandenvironment，

6、accountsforabigpercentageinbuildingenergyconsumptionforHVACsystems．Inresearchesonoptimalcontrolforbuildingcoolingandheatingsources，mostresearchesfocusemainlyatthecomponentorsub-systemlevel．Alittleinformationabouttheglobaloptimationforbuildingcoolingandheating

7、sourcessystemhasbeenreposedinliterature，butitisinconvenientlyappliedtopracticalengineeringsbecauseofexistingdrawbacks．Inpracticalengineerings，somesimplecontrolstratagesareadoptedinbuildingcoolingandheatingsourcessystem，forinstancetheorderforbringingchillerson

8、lineandoffline，watertemperaturecontolandwaterflowcontol，etal，whichhardlyachievetheglobaloptimationforbuildingcoolingandheatingsourcessystem．Soitisnecessarytofindaglobaloptimalcontrolforbu