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多模型融合用于中央空调最优控制策略

2025-04-09

多模型融合用于中央空调最优控制策略

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中央空调的能耗是整个建筑的主体功耗.本文通过对已有的历史数据进行分析,挖掘数据内部关联,建立相应的数学模型达到降低中央空调能耗的效果.首先在进行数据挖掘前,对原始数据进行预处理,建立相应的目标.目标一,对变量分布和相互关系进行可视化,并做相关性分析,找出相关性强的几组变量.通过高斯混合模型对设备状态信息进行聚类,用线性回归进行拟合,建立功率与转速的多元线性回归关系.目标二,以降低系统总耗电量作为优化目标,将设备安全性与达到实际制冷效果作为约束条件,优化目标主要使用目标一中的高斯混合模型和多元线性回归进行衡量,遗传算法可以寻找全局次优解,据此得出优化参数数值.本控制策略降低了系统的总耗电量,使得耗电量为原先的90%左右.

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中央空调系统的数据分析与最优控制策略

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本文根据某热带城市一套中央空调系统采集的数据,首先,利用多元线性回归分析建立了系统效率、耗电量与可控变量和不可控变量的函数关系。然后,利用二元逻辑回归分析建立了冷却装置的状态变量与外部环境温度、湿度及冷却负载之间的二元逻辑回归模型。最后,建立最优化模型,利用lingo求得所有可控变量的最优控制策略及系统总耗电量,并计算出相应的系统效率。

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对某一通风空调(hvac)系统进行了实验,利用实验结果采用多变量自回归的方法开发了适用于hvac系统控制的数学模型,该数字模型用于带有前馈补偿的线性二次高斯控制(lqg),控制房间的温度和湿度,大大改善了控制性能,提高了hvac系统的稳定性.

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考虑系绳质量、系统质心变化及状态、控制约束,基于lagrange方程给出了圆轨道条件下空间绳系网捕系统三维动力学模型。推导得到了零相对速度条件下的安全捕获末端条件,研究了面内安全捕获策略下的非线性能量最优控制问题。为保证方法的适用性,基于legendre伪谱法将连续时间最优控制问题离散为标准的非线性动态规划问题。最后在考虑捕获控制前初始面外角偏差分别为5°和15°的情况下,通过数值仿真验证了该方法的有效性。

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本文提出了用斜拉弹簧阻尼器模型装置控制高层建筑结构的顺风向随机风振反应,基于传统的随机线性最优控制理论,文中发发展了一种实用的等效准是优控制算法,优化了控制装置的各参数和设置位置,从而使与相应主动拉索控制基本等效的被动斜拉弹簧阻尼控制得以实现,实例模拟计算以及主动和被动拉索控制的结果比较表明,采用文中的控制方式和等效算法是行之有较的。

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建筑节能设计中,需要考虑的节能因素较多,评估指标分布较为分散,预算估计中的约束条件过于复杂,导致结果偏差较大。引入遗传优化约束条件的节能建筑预算评估模型,将不同需求的建筑节能因素进行分类,根据建筑节能特性建立非线性预算评估目标函数,对构建预算评估约束条件的np-hard性质采用遗传算法进行求解,得到最优节能建筑预算评估模型。仿真实验表明,这种方法能够针对建筑中节能因素的特点建立准确的预算评估模型,提高了预算的准确性。

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针对空调系统运行能耗高的特点,提出了根据系统负荷变化来进行计算机寻优控制,实现节能降耗的目的。通过将具有串联型动态特性的中央空调系统分解为二级控制结构,下级子系统间用延时环节联系,子系统最优化采取串行计算,上级协调系统只需信号传递和简单计算。摒弃了上下两级迭代求解的方式,具有计算时间短,不存在收敛性问题等特点,并得到了整体系统的次最优解,同时对估计系统次最优性进行了理论分析。运行实践表明:采用该方法节能优化效果良好。

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传统的空调控制算法主要是以室内的温湿度精度为指标,而在能耗指标上仅采用定性分析方法实施非模型控制,并未进行严格的数学计算,针对传统空调控制节能方面的缺陷问题,本文分析了空调各运行区域存在的工艺路径,在不同的室内外参数条件下,设计准确的、精细的、便于使用的多工况焓湿图分区,合理设定工作点,确定空气处理的最优工艺路径,建立空调系统数学模型,以数学模型作为虚拟的空调机组,借助中央空调系统数字仿真软件包进一步论证论文研究的最优工艺路径的准确性。本论文把焓湿图分成9区9域,根据初始温湿度和预控温湿度,空调运行在其中14个区域内,最优工艺路径能组合,能耗节能可达36.17%到44.23%左右。本文研究的课题开始在智能实验室建模、仿真,已成功在某公司项目空调控制系统中应用并使用良好,为空调控制系统节能提供了节能控制技术。

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