大系统理论在变风量空调系统中的应用

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1、第32卷第12期计算机仿真2015年12月文章编号：1006—9348(2015)12一0360—04大系统理论在变风量空调系统中的应用杨世忠h2，任庆昌‘(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2．青岛理工大学自动化工程学院，山东青岛266520)摘要：变风量空调系统中设备多且分散，各部分之间相互耦合，造成建模和控制复杂，不利于空调系统优化高效运行。大系统理论采用分解协调的方式，将复杂系统控制问题分解，实现全局最优化。本文采用大系统理论对变风量空调系统各部分进行子系统分解，考虑各子系统的相互关联，通过大系统建模方法得到子系统的模型，并采用大系统优化方式实现对全局优化。通过

2、优化控制仿真验证大系统理论应用的有效性。为变风量空调系统的稳定运行提供了一种有效的建模和优化方法。关键词：变风量空调系统；大系统；分解；建模；优化中图分类号：TP273文献标识码：BAppUcationofLargeScaleSystemTheoryinVariarbleAirVol岫eAirConditioIIingSystemsYANGShi—zhong1’2，RENQing—chan91(1．CollegeofCivilEn百neering，Xi’allUlliversityofArchitecture粕dTechnology，xi’anShall)【i710055，China；2．A

3、utomationEn舀neeringcollege，Qingda0Technolo百caluniversity，Qingdaosh蚰dong266520，china)ABSTRACT：Inthisp印er，eachpartofvariableairvolumeairconditioningsystemswasdecomPosedint0subsystembythelargescalesystemtheory，andconsideringtheinterrelationshipofeachsubsystem，themodel0fthesubsystemwasobtainedbylargesy

4、stemmodelingmethod，aJldthe醇obaloptimizationwasrealizedbythelargesystemoptimiza-tionme也od．ThesimulationresultsoftheoptimizingconuoliⅡustratetIleefkctivenessoftheapplicationoflargesys—temtheory，whichpmvidesaneffectivemodeling锄doptimizati蚰methodfortIlestableopemtionofvariableairvol-umeairconditionings

5、ystems．KEYWoRDS：Variableairvolumeairconditioningsystems；LaIjgescalesy8tem；Decompose；Model；0ptimization1引言变风量空调系统是一个复杂的非线性系统，包含的若干子系统，涉及到的设备数量繁多，稳定运行需要综合考虑的室内外环境、建筑结构、设备特性、控制方式、优化算法、舒适度和空气品质等多个因素¨J。变风量空调系统的稳定控制需要考虑大量的控制变量和反馈信号，但变风量空调系统由于本身具备的结构和特点，需要各个空调子系统都需要根据运行环境的变化、相互之间的耦合影响而调整。大系统理论是一种集分析、设计、控制

6、和整体最优的理论，是现代控制领域的重要研究领域，适用于结构复杂、包含的层次多、干扰因基金项目：住房和城乡建设部科学技术项目(2012一Kl一35)；陕西省教育厅科研计划项目(14JKl396)收稿日期：2015—03—11修回日期：2015—03—16—360一素多的系统旧J。由于在大多数情况下，变风量空调系统都是按照一定的正常工况条件连续运行，采用大系统理论使空调系统在运行过程中保持最优工况，同时通过对目标函数的优化，可以达到节能高效的作用，对变风量空调系统的使用和推广有很大的益处。所以，要实现变风量空调系统整体控制最优，从大系统理论的角度综合考虑是一种行之有效的手段。基于大系统理论，可以

7、在空调系统整体上实现优化口。41。文献[5]提出了基于大系统理论的VAV空调系统递阶稳态优化控制策略。以各设备的能耗为局部决策单元的主要性能指标，在局部决策单元实现子系统局部优化；在系统管理层实现系统的协调全局能耗优化。白燕、蒋红梅等对变风量空调大系统采用递阶结构协调优化控制，达到了节能优化的效果【6。7j。以上大系统理论在变风量空调系统的应用中没有考虑冷却水部分的优化，只是对冷冻水部分进行大系统优化设计。实