基于预测串级的中央空调系统的节能优化控制策略研究

摘要

随着智慧城市概念的提出，建筑的智能化越来越受到人们的关注。如此同时，智能控制在楼宇自动化工程实践中也取得了很大的进步。中央空调系统作为建筑楼宇环境系统中最重要的组成部分，它所消耗的能源几乎占整个楼宇能量消耗的60％。如何降低中央空调系统的运行能耗已成为当前研究的热点。
　　文章首先分析了中央空调系统特性进行，针对当前天津市某医院的中央空调供热水系统进行节能控制的研究，提出了以系统辨识的为基础的预测串级控制方法，并且建立了中央空调水系统参数模型。文章中选用MATLAB软件对天津市某医院的中央空调供热系统进行研究，经过对历史逐时数据进行分析后，采用带遗忘因子的最小二乘法对中央空调水系统的模型阶数和参数进行辨识。仿真结果表明辨识得到的系统模型能够很好的反应中央空调系统的实际特性。然后，以广义预测控制算法为基础，引入串级控制的思想，提出了GPC-PID预测串级控制算法，从仿真结果可以看到该预测串级控制方法在中央空调水系统的温差控制流量上具有理想的稳定性和准确性，得到了比较理想的效果。
　　文章最后对中央空调系统的变频节能运行进行了分析。以中央空调水系统中的循环水泵为对象，分析了在广义预测串级控制算法下变流量改造水泵与机组运行能耗的节能潜力，结果表明该算法可以提高中央空调水系统的节能运行控制效果。同时该预测串级控制算法具有良好的适应性和稳定性，以此可以指导空调系统的控制设计，对智能建筑的能量管理控制，有着非常重要的意义。

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的目的与意义

1.4 论文的主要内容

第二章 中央空调系统分析

2.1 中央空调系统概述

2.2 全水系统概述

2.3 中央空调水系统中循环水泵的选型

2.4 基于PLC中央空调节能系统设计

2.5 本章小结

第三章 中央空调系统辨识

3.1 中央空调系统模型结构的辨识

3.2 中央空调系统模型参数的辨识

3.3 中央空调模型的辨识

3.4 本章小结

第四章 GPC-PID串级控制在中央空调系统中的研究

4.1 中央空调系统的广义预测控制算法

4.2 中央空调控制系统性能分析

4.3 GPC-PID控制算法

4.4 GPC-PID控制算法在中央空调系统中设计及仿真

4.5 本章小结

第五章 中央空调系统节能运行分析

第六章 总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所获得的相关科研成果