智能控制在建筑空調(diào)控制系統(tǒng)及電梯群控系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、在堅持科學發(fā)展觀、倡導綠色環(huán)保、建設節(jié)約型社會的時代背景下，建筑節(jié)能成為一項迫在眉睫的重大課題，已受到國家的高度重視。
　　空調(diào)系統(tǒng)是為人們提供舒適性服務的重要設施，空調(diào)耗能約占大廈總耗能的40％左右。因此，在滿足空調(diào)系統(tǒng)舒適性的前提下，研究空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)節(jié)能控制，對于建設節(jié)約型社會具有十分重要的意義。
　　電梯系統(tǒng)是高層建筑垂直運輸?shù)闹匾煌üぞ?。研究電梯群控調(diào)度的優(yōu)化方法，對于提高電梯的運輸能力，縮短人們的候梯時間及降低

2、電能消耗，同樣具有重要的實用意義。
　　目前，空調(diào)系統(tǒng)模型研究不夠成熟，空調(diào)系統(tǒng)解耦控制還處于探索階段，僅靠傳統(tǒng)的PID控制難以實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的控制目標；電梯群控系統(tǒng)的研究亦不夠成熟，目的層電梯系統(tǒng)的研究在國內(nèi)還處于初步階段。
　　北京從2005年開始在重點機關(guān)大樓進行節(jié)能改造試點工作，筆者作為某節(jié)能試點單位的技術(shù)負責人有幸全程參與了這項工作。筆者結(jié)合本單位辦公樓空調(diào)控制系統(tǒng)與電梯群控系統(tǒng)存在的問題，對智能控制技術(shù)在空調(diào)控制系

3、統(tǒng)與電梯群控系統(tǒng)中的應用進行了研究。
　　在溫度單參量控制下，對空調(diào)系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)，包括控制對象（受控房間）、溫度傳感器、調(diào)節(jié)器及執(zhí)行器的特性進行了分析，得出了空調(diào)系統(tǒng)在溫度單參量控制下的數(shù)學模型。在此基礎上，引入了其它控制參量，如濕度、送風溫度及風管靜壓力，對空調(diào)系統(tǒng)在多參量控制下的數(shù)學模型進行了分析,并應用階躍響應分析法對數(shù)學模型中的時間常數(shù)及比例系數(shù)進行了求解，得到了研究對象的近似數(shù)學模型。
　　在比較現(xiàn)有各種常用解

4、耦方法優(yōu)缺點的基礎上，借助于統(tǒng)計學相關(guān)性的概念，提出了相關(guān)性解耦控制器的設計原理；再進一步結(jié)合模糊控制與自適應控制的優(yōu)點，創(chuàng)新地提出了基于相關(guān)性原理的模糊自整定解耦控制器的思想；針對研究的空調(diào)控制系統(tǒng)設計了模糊自整定解耦控制器，并進行了計算機仿真研究。
　　介紹了利用波形分析求解控制過程性能指標的方法；應用該方法，通過計算機仿真研究了性能指標與 PID參數(shù)之間的定性關(guān)系及定量關(guān)系；在此基礎上，提出了基于性能指標法進行模糊 PID自

5、整定控制的思想，并給出了參數(shù)整定規(guī)則；將該方法應用到空調(diào)控制系統(tǒng)中，并對系統(tǒng)進行了仿真研究。
　　分析了遺傳算法對傳統(tǒng)優(yōu)化算法的優(yōu)勢及基本遺傳算法的局限性，指出解空間設置的盲目性是遺傳算法在實際應用中難以收斂的主要原因，進而在遺傳算法中引入了模糊規(guī)則以自適應調(diào)節(jié)解空間，增強了遺傳算法的啟發(fā)性搜索能力，從而提高了遺傳算法的尋優(yōu)速度與局部搜索能力，并對該模糊自適應遺傳算法與基本遺傳算法在空調(diào)溫控系統(tǒng)中的應用進行了仿真對比分析。

6、　　介紹了基于BP網(wǎng)絡整定PID參數(shù)的算法流程，并通過仿真證明了控制效果對權(quán)值矩陣初始值的嚴重依賴性及權(quán)值矩陣初始值的優(yōu)化點分布與取值區(qū)間的相關(guān)性。鑒此，將上述模糊自適應遺傳算法引入到基于BP網(wǎng)絡整定的PID控制之中，并對其在空調(diào)溫控系統(tǒng)中的應用進行了仿真。仿真結(jié)果驗證了該方法的有效性。
　　專家系統(tǒng)模擬人類專家的決策過程，以解決需要專家知識參與解決的復雜問題。論文對專家系統(tǒng)在空調(diào)系統(tǒng)中的應用進行了初步研究，給出了部分專家知識，包

7、括：系統(tǒng)安全運行的專家知識、整體最優(yōu)運行的專家知識、節(jié)能運行管理的專家知識及其它專家知識，并介紹了專家系統(tǒng)在辦公樓空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造中的應用效果。
　　以筆者研究的辦公樓電梯群控系統(tǒng)為基礎，分析了電梯的交通特性和交通模式；在乘客等待時間計算算法的基礎上，又引入了電梯運行時間及最長等待時間兩個指標，給出了多目標優(yōu)化電梯群控調(diào)度算法；并應用VISUAL BASIC編程軟件進行了計算機仿真，得到了一定數(shù)量的電梯運行數(shù)據(jù)，可供同行研究學者參