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一种中央空调的室内温度动态矩阵预测控制方法
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申请号:201310237807.2 申请日:2013-06-13
摘要:一种中央空调的室内温度动态矩阵预测控制方法,包括如下步骤:(1)给定系统一个阶跃输入(设定一个风机盘管的频率),记录室内温度的阶跃响应a1,a2,...,aN;(2)建立预测模型,采用两层的阶跃响应模型,(3)反馈校正;(4)参考曲线选取;(5)优化计算:采用最小二乘法,设通过求出每步的输出增量Δu(k+j)从而得到下一步预测输入值u(k+j),以其中预测输入值u(k+1)为风机盘管系统的下一步频率。本发明提出一种舒适度提高、节能效果明显的中央空调的室内温度动态矩阵预测控制方法。
申请人: 浙江工业大学
地址: 310014 浙江省杭州市下城区朝晖六区潮王路18号
发明(设计)人: 董辉 李晓宇 罗立锋 邢科新 蒋文成 吴祥 仲晓帆 高阳
主分类号: F24F11/00(2006.01)I
分类号: F24F11/00(2006.01)I
  • 法律状态
2016-09-14  授权
2013-10-30  实质审查的生效IPC(主分类):F24F 11/00申请日:20130613
2013-09-25  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种中央空调的室内温度动态矩阵预测控制方法,其特征在于:所述动态矩阵预测控制方法包括如下步骤:(1)给定系统一个阶跃输入,所述阶跃输入为风机盘管的频率,记录室内温度的阶跃响应a1,a2,...,aN;(2)建立预测模型,所述预测模型采用阶跃响应模型: y m ( k + j ) = a N u ( k + j - N ) + Σ i = 1 N - 1 a i Δu ( k + j - i ) , j=1,2,...,P其中,ym(k+j)为第k+j次预测模型的温度输出值,u(k+j‑N)为第k+j‑N次风机盘管频率值,ai为第i次阶跃响应值,N为阶跃响应系数长度,P为预测步长;对于P步预测上式写成向量形式,u(k+i)在i=M-1后保持不变,M为控制时域长度,M小于预测长度p,用增量表示时:Δu(k+i)=0; Y m ( k ) = Δu ( k ) Δu ( k - 1 ) . . . Δ ( k - M + 1 ) . . . Δ ( k - P + M ) . . . Δ ( k - P + 1 ) . . . Δ ( k - N + 2 ) Δ ( k - N + 1 ) Δ ( k + 1 ) Δ ( k - N + 2 ) · · · Δ ( k + M - 1 ) 0 Δ ( k + M - 1 ) · · · 0 · · · · · · 0 · · · 0 Δ ( k + M - 1 ) Δ ( k + N - P ) * a 1 a 2 · · · a N 上式简化为:Ym(k)=AΔUM(k)+Y0(k)其中 Δ U m ( k ) = Δu ( k ) Δu ( k + 1 ) . . . Δu ( k + M - 1 ) 1 × M T A = a 1 a 2 a 1 · · · a 2 a M a 1 · · · a 2 · · · a P a P - 1 · · · a P - M + 1 P × M Y 0 ( k ) = y 0 ( k ) y 0 ( k + 1 ) . . . . y 0 ( k + P ) 1 × P T , 式中 y 0 ( k + j ) = a N u ( k + j - N ) + Σ i = j + 1 N - 1 a i Δu ( k + j - i ) , j=1,2,...,P(3)反馈校正:设预测模型输出与实际输出之间的误差为:e(k)=y(k)‑ym(k),修正后的反馈为:Yp(k)=AΔUM(k)+Yp0(k)其中 Y p ( k ) = y p ( k + 1 ) y p ( k + 2 ) . . . . y p ( k + P ) 1 × P T Y p 0 ( k ) = y p 0 ( k + 1 ) y p 0 ( k + 2 ) . . . . y p 0 ( k + P ) 1 × P T yp0(k+j)=y0(k)+h[y(k)‑ym(k)],j=1,2,...,P,式中h为修正因子;(4)参考曲线选取:参考曲线选为:yr(k+i)=αiy(k)+(1‑αi)yr,i=1,2,…,P,其中T为采样周期,t为时间常数,y(k)为现时刻实际输出,yr为设定值, Y r ( k ) = y r ( k + 1 ) y r ( k + 1 ) . . . . y r ( k + P ) 1 × P T ; (5)优化计算:优化性能指标为 min E = [ Y r ( k ) - Y p ( k ) ] T Q [ Y r ( k ) - Y P ( K ) ] + Δ U M T ( k ) U M ( k ) , 即: min E = Σ j = 1 P q j [ y r ( k + j ) - y p ( k + j ) ] 2 + Σ j = 1 M r j Δ u 2 ( k + j - 1 ) , 为使该性能指标达到最小,通过最小二乘法实现,使由于 E = [ Y r ( k ) - U M ( k ) - Y p 0 ( k ) ] T Q [ Y r ( k ) - U M ( k ) - Y p 0 ( k ) ] + Δ U M T ( k ) U M ( k ) , 故得:ΔUM(k)=(ATQA+R)‑1ATQ[Yr(k)‑Yp(k)]其中Q=diag(q1,q2,...,qP),R=diag(r1,r2,...,rP)称为误差权矩阵和控制权矩阵,是预先离线选定好的,因此由u(k+j)=u(k+j‑1)+Δu(k+j)得到每一步预测输入值u(k+j),以其中预测输入值u(k+1)为风机盘管系统的下一步频率。FDA00003341251200026.jpg,FDA000033412512000210.jpg
公开号  103322648A
公开日  2013-09-25
专利代理机构  杭州斯可睿专利事务所有限公司 33241
代理人  王利强
颁证日  
优先权  
国际申请  
国际公布  
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