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专利号: 2022102531601
申请人: 山东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,包括:

根据指定的空调系统,建立与空调系统温湿度关联的预测模型;

根据预测模型,制定空调系统的经济性能指标和空调系统的跟踪性能指标,构建优化目标函数;

基于优化目标函数,结合约束条件,构建优化问题;

确定优化目标函数的时变权重参数,求解优化问题,将得到的控制输入的第一项作用于空调系统;在未来的每个采样时刻不断更新优化问题中的预测变量值以及时变权重参数,滚动求解优化问题,以实现对空调系统的持续优化控制;其中,所述预测变量值包含未来时刻状态变量和输出变量的预测值,根据所述预测模型得出。

2.根据权利要求1所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,所述建立预测模型的具体过程包括:根据指定的空调系统,结合质量和能量守恒原理,建立非线性动态模型;将所述非线性动态模型通过微分方程数值求解的方法离散化,建立所需的预测模型。

3.根据权利要求2所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,所述非线性动态模型包括:蒸发器出口温度一阶微分方程、室内空气温度一阶微分方程、蒸发器中干冷区与湿冷区分界处的空气温度一阶微分方程、蒸发器壁面温度函数和室内空气湿度一阶微分方程。

4.根据权利要求1所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,制定空调系统的经济性能指标和跟踪性能指标,构建优化目标函数具体包括:根据预测模型,得到状态变量预测值和输出变量预测值;根据状态变量预测值,结合空调系统的能耗模型,构建空调系统的经济性能指标;根据输出变量预测值,建立与输出变量期望值偏差的二次函数,构建空调系统的跟踪性能指标;确定经济性能指标与跟踪性能指标之间的权重参数,基于空调系统的经济性能指标和跟踪性能指标的加权和,构建优化目标函数。

5.根据权利要求1所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,优化目标函数=Min(所述空调系统的经济性能指标×时变权重参数+空调系统的跟踪性能指标)。

6.根据权利要求1所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,定义所述时变权重参数α(k)的选择决定着系统的控制性能,α(k)被选为一组单调递减的离散点,且以采样时刻k'作为临界点,在采样时刻k'之前,α(k)取大于0的数,而在k'时刻之后,α(k)保持为0。

7.根据权利要求1所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法,其特征在于,所述约束条件包括:u(t)∈Ωu

其中, 表示状态变量预测值,u表示输入变量,v表示干扰变量,f,g,d表示关于状态变量的函数,C表示输出矩阵,x(tk)表示在tk时刻空调系统实际的状态值,Ωu表示关于输入变量的约束集。

8.一种建筑中央空调温湿度优化控制系统,其特征在于,包括:

第一模型构建模块,其被配置为:根据指定的空调系统,建立与空调系统温湿度关联的预测模型;

目标函数构建模块,其被配置为:根据预测模型,制定空调系统的经济性能指标和空调系统的跟踪性能指标,构建优化目标函数;

第二模型构建模块,其被配置为:基于优化目标函数,结合约束条件,构建优化问题;

优化控制模块,其被配置为:确定优化目标函数的时变权重参数,求解优化问题,将得到的控制输入的第一项作用于空调系统;在未来的每个采样时刻不断更新优化问题中的预测变量值以及时变权重参数,滚动求解优化问题,以实现对空调系统的持续优化控制;其中,所述预测变量值包含未来时刻状态变量和输出变量的预测值,根据所述预测模型得出。

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7中任一项所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法中的步骤。

10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑7中任一项所述的建筑中央空调温湿度优化控制方法中的步骤。