李军涛[1]2003年在《基于遗传算法模糊智能变频空调机理的研究》文中研究表明传统空调器的温度控制是通过温度传感器感受室内温度变化，来控制压缩机的开、停(压缩机以恒定的转速运行)。由于压缩机的ON／OFF控制方式及空调器自身的非线性、大延迟时滞系统的结构特点，以及压缩机室内的输出与压缩机室外的输出相比有一定的滞后性，这样就造成室内温度波动性较大，势必影响空调的温度控制精度和人的舒适性。所以，传统空调对温度的调节是一种断续的变化过程，他不能根据环境温度变化，及时调整空调器工作状态(即压缩机转速)。所以说，传统空调器存在温度控制方式很机械、能源浪费大、温度舒适度差等问题。而且传统空调采用PID控制算法，需要建立被控对象的精确数学模型，也不易获得。 近年人们采用模糊逻辑控制算法，克服了PID算法的弊病，系统自调整性能有了很大的提高。控制系统能够根据室内温度变化，连续、动态、实时地对压缩机变频调速，即调节温度，这样克服了传统空调器在室温波动时压缩机工作状态频繁切换的问题。 尽管常规模糊变频空调与传统的空调相比，技术上有了很大的进步。但是，由于隶属函数和控制规则的获取往往依赖于专家经验，专家经验正确与否直接影响空调控制效果，同时隶属函数和控制规则一旦确定，当环境温度发生突变时，空调器仍按照既定的隶属函数和控制规则进行突变，中间没有一个过渡区，这样不但会出现控制输出突变情况(忽上忽下)浪费能量，而且使人感到不舒适。 本论文针对上述问题，直接以空调系统舒适性为多目标优化函数，利用遗传算法进化理论对模糊控制系统的隶属函数和控制规则进行协同自动寻优控制，达到基于遗传算法模糊协同智能控制的目的。本论文做的主要工作如下： 1、针对舒适性及相关指标，利用遗传算法对空调器模糊控制系统输入参数：隶属函数、控制规则进行自动寻优设计。 2、利用Matlab软件对基于遗传算法模糊智能空调控制系统进行仿真，中文摘要基十遗传算法模糊智能变频空调机理的研究并与模糊逻辑控制算法、PID算法仿真进行对比研究。 3、对遗传模糊智能变频空调的智能系统的实现进行了硬件、软件设计并在在线集成MCU系统上进行了模拟实验，对基于遗传算法模糊智能控制空调系统工作机理进行了深入的研究。 4、对空调的电磁兼容性进行探讨，为该技术的实际应用奠定了理论与实验基础。
杨萍[2]2014年在《基于配电网直接负荷控制的调峰与网络优化研究》文中研究说明随着我国社会经济的持续发展,电力需求日益增长,配电网中负荷峰谷差值愈加显着。由于负荷峰谷差往往持续的时间较短,导致用电高峰时段拉闸限电,而多数情况下发电容量又处于闲置状态。因此,我国目前电力需求现状不是总量不足,而是高峰时段用电负荷过大,这也是全球电力行业公认的难题。针对这种情况,单纯依靠增加发电容量是不经济的,提高需求侧的管理水平是解决问题的有效方法,特别是对直接负荷控制(Direct Load Control,简称DLC)进行优化调控,作为需求侧管理的一个重要措施,将为电网提供更好、更有效的服务。目前,配电网中以空调、电热器等为代表的直接负荷控制越来越呈现出负荷集中、数量多、容量总和大等特点,并已成为配电网中重要的负荷之一。作为资源的DLC具有一定的蓄冷储热能力和操控性,同时具有快速响应和可恢复性,特别是对DLC进行调峰控制对于解决高峰用电有着重要的实际意义。论文重点研究了DLC调控的可行性和DLC资源与容量估算。设计了调控系统的体系结构和DLC网络通信层次结构;研究数据报格式功能、通信协议、校验检测方法以及保障电力数据安全的加/解密算法。通过分析DLC通信系统中的各种滤波方法,提出OFDM和盲信号分离相结合的算法以及DLC调峰优化等问题。具体研究内容包括:1.简要介绍了电力需求侧管理(Demand Side Management,简称DSM)的重要作用,分析了配电网存在的主要问题和部分时段电力供应紧张的原因。给出DLC的概念、具有的特点以及作为旋转备用资源的可行性,通过对国内外研究现状的阐述,进一步明确了论文研究的目的和意义。针对辽宁省某市2013年供暖前后日负荷数据进行分析,研究气温与日最高、最低负荷值之间的关系,探讨了气温与电力负荷的相关性。在对实际电网数据分析的基础上,用理论计算和统计数据估算了 DLC的资源和容量,结果表明,现有的DLC负荷资源完全能满足作为旋转备用网络优化控制的需要。设计了 DLC网络优化控制系统的重要组成部分的体系结构,对DLC系统必须具备的监控、通信和执行系统的叁大功能分别进行了探讨和研究。对提高电能质量起到调峰优化的作用进行了分析。2.通信系统是DLC优化系统的关键环节,结合ISO/OSI和Modbus协议各自的优点,对DLC通信系统进行了改进设计。提出了新的网络架构模型,明确了每层完成的功能。设计数据报格式、相应的指令以及通信数据的处理过程。针对CRC循环冗余校验存在的漏洞,完善了数据链路层CRC校验算法。结合CRC和LRC的特点提出了一种新的应用层数据校验方法。从DLC网络数据在通信中的保密性、完整性和可靠性的需求出发,分析了 DLC网络可能面临的风险,基于改进的RSA公钥算法对DLC数据进行加/解密,并通过实例进行了验证,有效地保证了 DLC通信网络的安全可靠。3.针对高速的DLC网络通信系统,分析了电力信道自身的特点,给出电力线衰减模型并进行了仿真。研究了电力线信号滤波的几个经典算法,卡尔曼滤波算法、单载波调制CDMA算法以及正交频分复用OFDM算法,并详尽分析了各自应用在DLC网络通信中的缺陷与不足,提出了把第四代数字通信技术核心OFDM和盲信号分离算法FastICA相结合的新方法,给出了 CDMA、OFDM和论文提出的OFDM+FastICA方法进行Matlab仿真比较,得出论文所提出的方法收敛速度快,同时随着信噪比的增加,误码率更低等优点,该方法有效地提高了电力通信的抗干扰能力,传输质量得到了保障。4.以用户端DLC空调为例,分析得到温度控制系统的数学模型以及空调负荷的计算方法。基于遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)和运行参数的设置,设计了基于GA的DLC的空调负荷优化错峰运行和避峰轮休流程。提出了基于模糊模型的鲁棒H∞控制方案,给出了基于模糊控制器的控制策略,由于模糊控制器的状态可以跟踪实际系统状况,同时模糊控制器的状态是连续的,便于在连续时域上分析系统的稳定性。考虑了网络诱导时延和丢包问题,保证了模糊控制器可以根据有限采样信息来逼近实际系统的状态。依据FE-NCS分析和模糊鲁棒H∞控制,考虑到空调用户的舒适度和满意度,设定了必要的约束条件。根据设计方案和数学推导对DLC的空调系统进行了模拟仿真,仿真结果显示了该调峰控制的可行性和有效性,能够达到对配电网DLC调峰优化控制的目的。论文中提出的观点和研究的问题,特别是对网络通信系统研究,对于指导配电网DLC优化调峰起到重要的作用和实用效果。控制和利用好DLC资源,对于改善系统负荷曲线,降低运行成本,特别是DLC的调峰控制对于解决高峰用电、发展新能源、实现低碳化等方面起到重要作用,同时更有利于电力企业和用户实现双赢。
周红[3]2005年在《风机盘管中央空调末端智能控制器研究》文中研究指明空调器目前在国内已普遍使用。传统空调器的温度控制是通过温度传感器检测室内温度变化,控制压缩机的开、停,这种控制方式有一定的滞后,造成室内温度波动性较大,影响空调的温度控制精度和空调环境的舒适性;同时传统空调对温度的调节是一种断续变化过程,不能根据环境温度变化及时调整空调器工作状态,因此不能实现完全自动控制、耗电量大。在今天人们追求舒适环境同时能源紧张的情况下研究新型空调控制器,解决存在的问题,具有重要的理论意义和实用价值。 本文以风机盘管中央空调末端控制器为对象,在国内外研究成果基础上,采用单片微型计算机对风机盘管空调器进行控制,研究一种风机盘管智能控制器可替代国外相关产品,采用模糊控制方法可以较好地解决传统控制方法存在的问题,实现风机速度和冷媒流量无级调节,减小能耗。 论文首先阐述了风机盘管中央空调末端控制器控制原理,先通过离线计算,取得一个模糊控制表,然后将其控制表作为数据存放到计算机中,在控制过程中控制器只需直接根据温度采样结果和设定值通过模糊化、模糊推理计算和反模糊化得到控制器输出量,作用到控制对象以达到预期控制目的。 论文提出了智能控制器模糊控制算法,主要包括确定控制器输入、输出变量;输入、输出变量的模糊化;模糊规则确定;输出模糊量到精确量的变换。模糊推理采用Mamdani算法,反模糊化采用重心法。 论文设计了智能控制器硬件和软件,硬件设计主要包括输入电路,单片机系统和接口电路,输出电路叁部分,特别是温度检测采用基于1-WIRE协议的DS18B20温度传感器,最大的特点是硬件连接非常简单、检测精度高。软件设计主要包括温度采样,模糊算法的实现,控制量的输出,这些是控制器控制功能的核心部分。 论文最后利用Matlab提供的Simulink模块对模糊控制器进行仿真验证。 研究结果表明本文提出的风机盘管中央空调末端控制器模糊控制算法和设计的控制器是可行的,进一步完善后可以在工程实践中推广应用。
雷旎[4]2015年在《自学习算法及其应用研究》文中研究表明自学习算法是一种具有自学习能力的算法,不仅具有更高的适应性与精确性,而且还提供了解决一些疑难问题的新方法。该论文对实际应用中所涉及的线性方程组的求解、数值积分的计算和滤波器的优化设计等问题进行了深入的研究,具有较强的理论和实际意义。论文主要研究内容如下:(1)对基于自学习算法的线性方程组求解进行研究。采用梯度下降法、共轭梯度法和递推最小二乘法这叁种算法分别对神经网络权值进行训练,得到的权值向量就是所求方程组的解。(2)对基于曲线拟合的数值积分进行研究。同样,论文采用梯度下降法、共轭梯度法和递推最小二乘法这叁种多项式曲线拟合方法对定积分进行计算。用这叁种算法取代传统算法从而得到多项式模型的待定系数。最后采用着名的牛顿-莱布尼兹公式获得以多项式为被积函数的原函数,从而达到求解数值积分的目的。(3)研究了叁种FIR线性相位数字滤波器的优化设计算法。这叁种算法都是使待设计的FIR线性相位数字滤波器的幅频特性尽可能地逼近理想滤波器的幅频特性,将幅度函数表示成余弦基函数的线性组合,因此,滤波优化问题就转化为求解余弦基函数的线性组合的系数问题,然后分别用梯度下降法和递推最小二乘法训练余弦基函数的神经网络系数,共轭梯度法计算余弦基函数的加权系数,从而获得FIR滤波器的单位脉冲响应。仿真结果表明,论文利用梯度下降法、共轭梯度法和递推最小二乘法等叁种算法分别求解线性方程组、多项式曲线拟合以及FIR数字滤波器优化设计,取得了良好结果。特别是使用递推最小二乘法解决了病态方程组的难题,以及曲线拟合的噪声滤波问题。在随机噪声滤波与病态方程组求解领域具有重要的应用价值。
张巍[5]2007年在《模糊辨识与模糊控制在电厂中央空调系统中的应用研究》文中研究指明随着国内大中型火电厂不断改造、兴建，电厂内空气调节系统已非常普及，空调能耗大幅度增加，因而减少电厂中央空调系统的能耗，实现工业建筑节能已经成为急需研究的重要课题。在本工程中，针对电厂中央空调控制系统设计了由上位机(工控机)和下位机(PLC)构成的控制系统方案，本课题针对电厂中央空调系统的典型子系统—电子设备间空调系统为研究对象，采用模糊关系辨识方法，建立了电子设备间温度控制系统的模糊模型。设计了它的模糊控制器，综合模糊控制和传统PID控制的优劣，提出了一种电子设备间温度控制采用模糊-PI的控制方案。采用组态软件iFIX开发设计监控系统的人机界面。最后，运用MATLAB仿真软件对模糊-PI控制策略进行仿真，并与传统控制规律(常规PID控制)的仿真结果进行比较分析。仿真结果表明，本文提出的控制策略使电子设备间温度控制系统具有较好的动态特性、抗干扰性和较高的调节精度。根据现场采用的常规PID控制结果进一步表明了研发新的控制策略的必要性，本文提出的模糊-PI控制策略适合电子设备间温度控制系统。
吴曼玲, 陈一飞, 李琦, 杜尚丰, 董乔雪[6]2016年在《基于灰色预测的温室地源热泵系统温度变频调控及验证》文中研究说明地源热泵空调系统已是一种成熟的温室温度节能控制设备,但尚有通过改变运行方式节约能源的空间。为此,针对温室温度纯滞后、非线性、强耦合难以精确建模的特点,引入灰色预测的方法对温室温度进行建模,并设计控制器对地源热泵循环泵进行变频调控。其系统是:设计引入温室温度灰色预测的控制器,根据温度预测值和设定值之差决定地源热泵循环泵的工作频率,以确保系统合理运行,降低运行能耗。由2015年1月15日和2015年1月16日的试验表明,引入灰色预测对地源热泵循环泵进行变频调控比改造前节约了24%的能源。该方法提高了循环泵的控制品质,而且在温室温度适应范围的前提下,较好地达到了节约能源的目的。
参考文献：
[1]. 基于遗传算法模糊智能变频空调机理的研究[D]. 李军涛. 苏州大学. 2003
[2]. 基于配电网直接负荷控制的调峰与网络优化研究[D]. 杨萍. 沈阳农业大学. 2014
[3]. 风机盘管中央空调末端智能控制器研究[D]. 周红. 湖南大学. 2005
[4]. 自学习算法及其应用研究[D]. 雷旎. 长沙理工大学. 2015
[5]. 模糊辨识与模糊控制在电厂中央空调系统中的应用研究[D]. 张巍. 西安建筑科技大学. 2007
[6]. 基于灰色预测的温室地源热泵系统温度变频调控及验证[J]. 吴曼玲, 陈一飞, 李琦, 杜尚丰, 董乔雪. 农业工程学报. 2016
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