空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的改進(jìn)研究.pdf

1、空調(diào)系統(tǒng)的能耗占城市總能耗的比重有日益增大的趨勢,一些城市空調(diào)系統(tǒng)能耗已超過城市總能耗的40％;同時,隨著社會經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力和人們生活水平的提高,對空調(diào)系統(tǒng)也提出了更高的要求,因此采用先進(jìn)的控制方法改善空調(diào)系統(tǒng)的控制水平,對提高空調(diào)性能、降低空調(diào)系統(tǒng)能耗具有重要意義。目前,一些學(xué)者將迭代學(xué)習(xí)控制方法引入到空調(diào)系統(tǒng),并指出這種改進(jìn)可以使空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到較高的控制精度,降低系統(tǒng)運行能耗。本文從計算機(jī)仿真平臺、控制策略以及控制算法三個方面對空調(diào)系統(tǒng)迭

2、代學(xué)習(xí)控制進(jìn)行改進(jìn)和完善,為迭代學(xué)習(xí)控制在空調(diào)系統(tǒng)的實際應(yīng)用提供有益的參考和方法。
　　計算機(jī)仿真平臺方面:目前,針對空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的研究主要是在計算機(jī)仿真平臺上展開的。因此,計算機(jī)仿真平臺的仿真精度對空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的研究影響較大。若采用移動邊界模型代替目前通常采用的集總參數(shù)模型建立計算機(jī)仿真平臺中的換熱器模塊,可以使計算機(jī)仿真平臺的仿真精度得到大幅度的提高。然而,現(xiàn)有的換熱器移動邊界模型在穩(wěn)定性以及運算速度方面都無法

3、滿足空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制中計算機(jī)仿真平臺的需要。為此,本文對現(xiàn)有的換熱器移動邊界模型從建立及求解兩方面進(jìn)行改進(jìn)。在模型建立方面:依據(jù)手冊中數(shù)據(jù),采用擬合關(guān)聯(lián)式法,利用1stopt軟件得到以溫度為主要自變量的制冷劑物性計算關(guān)聯(lián)式,并以溫度為主要自變量建立了換熱器移動邊界模型。在模型求解方面:給出了一種換熱器移動邊界模型的自適應(yīng)變時間步長解法。最后,通過與傳統(tǒng)換熱器移動邊界模型的仿真結(jié)果進(jìn)行對比:發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的換熱器移動邊界模型穩(wěn)定性更好,運

4、算速度也提高了三至四倍。
　　控制策略方面:現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制策略應(yīng)用到實際空調(diào)系統(tǒng)時,其初始控制輸入量通常采用設(shè)置零值或有界隨機(jī)值的方法。然而,采用這種方法往往導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的初始控制精度過低。為此,本文給出一種基于模型的空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制策略,并給出相應(yīng)的控制律的設(shè)計方法、參數(shù)的設(shè)定方法以及其收斂性的數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明。在這種控制策略中,應(yīng)用到實際空調(diào)系統(tǒng)的初始控制輸入量在計算機(jī)仿真平臺中經(jīng)過了處理,進(jìn)而使得空調(diào)系

5、統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的初始控制精度主要與計算機(jī)仿真平臺的仿真精度相關(guān),從而可以使初始控制精度得到較大幅度提高。
　　控制算法方面:現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制中的迭代學(xué)習(xí)控制算法在系統(tǒng)執(zhí)行新的控制任務(wù)時,通常無法充分利用先前的控制經(jīng)驗。本文結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)控制任務(wù)往往具有較強(qiáng)相似性的特點,采用遺傳BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對空調(diào)系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制中迭代學(xué)習(xí)控制算法的初始控制策略進(jìn)行改進(jìn)。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后的迭代學(xué)習(xí)控制算法可以較為充分的利用先前的控制經(jīng)