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基于预测控制技术的变风量控制研究

曹亮  
【摘要】: 在现代建筑中暖通空调系统的能耗占了建筑总能耗的很大一部分,从节能和提高室内环境质量角度来看,暖通空调自控系统是楼宇自动化中最重要的部分。因此,采用有效的空气调节方式对智能建筑的能量管理控制具有重要意义。目前,变风量空调系统以其巨大的节能潜力逐渐成为国内外空调系统的主流。但是,变风量空调系统具有多变量、强耦合、非线性、时变的特点,其设计、运行和管理都比定风量系统难度大,这就严重限制了变风量系统在我国设计和应用的推广。 本文从变风量空调系统的控制策略切入,将现在被广泛运用于各种领域的神经网络技术和从工业过程控制中发展而来的预测控制技术综合地应用到变风量空调系统的控制设计中来。由于变风量空调系统具有多变量、强耦合、时变的特点,因此如果对这种系统仍然只是采用单变量控制方法来进行控制,则控制的效果必然不佳,因此在设计控制环节之前,对变风量空调系统进行解耦处理是必要的,本文正是从这点出发,首先运用神经网络技术设计变风量空调系统的解耦环节,然后再对已解耦的对象运用隐式广义预测控制技术进行控制器的设计。文中并以一个变风量模型为研究对象,综合运用这两项技术,分别设计出了神经网络解耦器和预测控制器来完成模型的跟踪控制,并经仿真实验验证,控制的效果符合最初的设想。


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