混沌蟻群算法在中央空調(diào)冷凍水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、建筑能耗、工業(yè)能耗和交通能耗是我國能源消耗“三大”戶，其中建筑能耗約占社會總能耗的30％，而建筑能耗中的空調(diào)系統(tǒng)能耗占60~70%左右，可見空調(diào)能耗在整個社會能耗占較大比重。目前中央空調(diào)(Central Air-Conditioning)控制系統(tǒng)的設(shè)計都是按照滿足用戶額定最大負(fù)荷需求進(jìn)行設(shè)計，但是由于中央空調(diào)是時變系統(tǒng)，系統(tǒng)負(fù)荷隨季節(jié)、時間等外界因素變化，傳統(tǒng)的定工作點(diǎn)控制方式不能跟蹤負(fù)荷的變化，是導(dǎo)致空調(diào)能耗高的重要原因。怎樣保證空調(diào)

2、的制冷量與用戶負(fù)荷相一致是研究的關(guān)鍵問題。綜上所述，研究利用智能算法尋找系統(tǒng)在以最佳工作點(diǎn)運(yùn)行，對降低空調(diào)系統(tǒng)能耗具有重要的意義。
　　中央空調(diào)冷凍水控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的PID控制方法，無法滿足控制系統(tǒng)的性能要求，而且能耗比較大。本文設(shè)計了模糊自適應(yīng)PID控制器，并將群體智能算法應(yīng)用到該控制器的參數(shù)尋優(yōu)中。首先深入研究中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)過程特性及系統(tǒng)能耗特點(diǎn)，并制定該系統(tǒng)控制策略；其次根據(jù)節(jié)能控制策略設(shè)計模糊P

3、ID控制器，并對模糊自調(diào)整系統(tǒng)的輸入輸出變量進(jìn)行選取與量化，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)建立了模糊控制規(guī)則集合，完成了控制系統(tǒng)規(guī)則庫的設(shè)計，并采用MIN-MAX-重心法進(jìn)行模糊推理與解模糊；最后針對模糊控制器設(shè)計存在的缺陷，研究了蟻群算法與混沌算法在參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用，結(jié)合蟻群算法與混沌算法在參數(shù)優(yōu)化中各自的優(yōu)點(diǎn)，使其具有更好全局搜索能力，在精確度和搜索速度方面的能力也得到提高。將混沌蟻群算法應(yīng)用到模糊控制器參數(shù)(量化因子、比例因子)尋優(yōu)中，并設(shè)計編寫其

4、算法程序。
　　通過在MATLAB軟件中對設(shè)計的模糊PID控制器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，同時利用混沌蟻群優(yōu)化算法程序?qū)δ：齈ID控制器參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，將尋優(yōu)后的參數(shù)應(yīng)用到模糊PID控制器中，得到二階響應(yīng)曲線，并與優(yōu)化參數(shù)前的仿真曲線進(jìn)行比較，在各方面性能都有很好的改善。此外還在變負(fù)荷的情況下進(jìn)行仿真，響應(yīng)曲線能夠快速穩(wěn)定。經(jīng)仿真研究，將混沌蟻群算法應(yīng)用到模糊PID控制器的參數(shù)尋優(yōu)中，可以較好適應(yīng)冷凍水系統(tǒng)的時變性，驗(yàn)證了該算法在中央空調(diào)冷凍水