[发明专利]中央空调冷冻水系统模糊预期控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种中央空调冷冻水系统模糊预期控制方法及装置，属于空调节能控制技术，旨在提供一种中央空调的节能控制方法及装置。该方法包括运行参数采集、数据处理、优化修正值预测、模糊推理、控制量输出和控制；通过对冷冻水系统供回水温度、温差、流量、压差等运行参数的采集，计算出相应运行参数的n周期平均值，根据平均值的变化趋势预测其优化修正值，然后通过模糊推理得到优化控制量，并通过变频器控制冷冻水泵转速。其装置包括模糊控制器、变频器、水温传感器、流量计、水流压差传感器以及由智能控制单元；将上述传感器、流量计与智能控制单元连接，将水泵通过变频器与智能控制单元连接，智能控制单元与模糊控制器连接。

主权项

1、一种中央空调冷冻水系统模糊预期控制方法，包括运行参数采集、数据处理、优化修正值预测、模糊推理、控制量输出和控制；其特征在于：通过对冷冻水系统供回水温度、温差、流量、压差四项运行参数的采集，计算出相应运行参数的n周期平均值，根据该平均值的变化趋势预测其优化修正值，然后通过模糊推理得到优化控制量，并通过变频器控制冷冻水泵转速，对冷冻水流量进行相应调节；具体方法如下：①运行参数采集，由安装在中央空调系统冷源侧的水温传感器、流量计以及水流压差传感器对冷冻水系统的供回水温度、供水管道中的流量、供回水管道之间的水流压差这四项运行参数进行采集；②数据处理，智能控制单元依据所采集的上述数据计算出空调末端k时段，即当前时段所需的制冷量：Qk＝λ·w·ΔT式中，Qk——k时段，即当前时段空调末端所需的制冷量； λ——与冷冻水比热、密度等相关的常数； W——冷冻水流量采集值； ΔT——冷冻水供、回水之间的温度差采集值；同时计算出冷冻水上述四项运行参数在最近的n个冷冻水循环周期内的平均值；所述平均值为相应的参数在最近的n个冷冻水循环周期内的值逐个相加所得的和除以周期的个数n而得的值；其公式为：$\overline{x_{\mathrm{nk}}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{x}_i}{n}$ 式中，——某参数k时段，即当前时段的n周期平均值；xi——某参数在第i周期的值；n——冷冻水循环周期的个数，n为≥5的整数；智能控制单元将所需制冷量Qk和所述四项运行参数的n周期平均值进行动态更新并传送给模糊控制器；③优化修正值预测，模糊控制器根据ΔT的n周期平均值，计算出其优化修正值——偏差Ek和偏差变化率$E_k=\overline{{\mathrm{\Delta T}}_{\mathrm{nk}}}-{\mathrm{\Delta T}}_0$ 式中，Ek——k时段，即当前时段冷冻水系统的温差偏差；——k时段，即当前时段冷冻水系统的n周期平均温差值；ΔT0——冷冻水系统的温差设定值；${\stackrel{·}{E}}_k=E_k-E_{k-1}$ 式中，——k时段，即当前时段冷冻水系统温差偏差的变化率； Ek-1——k的前1时段冷冻水系统的温差偏差；④模糊推理，模糊控制器将温差ΔT优化修正值，即偏差Ek和偏差变化率进行A/D转换并作模糊化处理，再经模糊推理得到模糊控制量uk，将该模糊控制量进行清晰化处理及D/A转换，得到优化控制量Uk并传给智能控制单元；偏差Ek、偏差变化率和优化控制量uk的模糊子集论域取：$\left\{E_k\right\}=\left\{{\stackrel{·}{E}}_k\right\}=\left\{u_k\right\}=\{-3,-2,-\mathrm{1,0,1,2,3}\}$ 控制规则表示为：$u_k=-[{\mathrm{\alpha E}}_k+(1-\alpha ){\stackrel{·}{E}}_k]{---E}_k=\pm \mathrm{1,0}$ $u_k=-[{\mathrm{\beta E}}_k+(1-\beta ){\stackrel{·}{E}}_k]---E_k=\pm 2,\pm 3$ 式中，α，β∈(0，1)⑤控制量的输出和控制，智能控制单元将优化控制量Uk转换成变频器的控制信号，通过变频器调节冷冻水循环水泵转速以改变冷冻水系统的流量。