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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于建筑环境控制技术领域，公开一种面向空调水系统的压差设定值Mamdani模型参考自适应调整方法，步骤如下：检测目标建筑空调水系统各末端设备阀门开度、送风温度及送风温度设定值；确定最佳阀位域；Mamdani模糊模型推理算法说明；采用压差设定值Mamdani模型参考自适应算法输出压差优化设定值变频水泵组根据压差优化设定值对空调水系统进行调整。本发明将模糊控制理论方法同空调水系统运行特性有机结合，普适于复杂动态负荷变化的工况，在水泵节能效果，送风温度控制效果方面有明显优势。

主权项：1.一种面向空调水系统的压差设定值Mamdani模型参考自适应调整方法，其特征在于，步骤如下：S1、检测目标建筑空调水系统各末端设备阀门开度、送风温度及送风温度设定值；S2、确定最佳阀位域将末端支路阀位变化对阻抗影响为0的阀位变化范围定义为压差设定值优化设置阀位域[δMIN,100％]，其下限为δMIN；将某时段内具有最大调节阀阀位δMAX的支路所在的环路定义为该时段内空调水系统的最大阀位环路；压差设定值的调整目标是希望使得最大阀位环路中的最大调节阀阀位δMAX处于某一理想的范围之内，并将该理想的范围定义为最佳阀位域[δRSTMIN,δRSTMAX]；该范围的上限值为100％；同时为确保δMAX的变化范围处于压差设定值优化设置阀位域内，该范围的下限值应取大于δMIN的某个值；将最佳阀位域的中心定义为δRST，宽度定义为δD，则最佳阀位域可表示为[δRST-δD,δRST+δD]；S3、Mamdani模糊模型推理算法说明S3.1、Mamdani模糊模型Mamdani模糊模型可被描述成一类模糊规则或基于此类模糊规则的模糊控制器，即Mamdani型模糊控制器；本算法采用双输入e，ec，单输出u的Mamdani型模糊控制器，该模型可表示为：u＝Me，ec；本算法应在论域上划分至少5个模糊等级；具有如下的规则形式：如果输入e是Ai，且ec是Bj，那么u是Cij；式中，e为控制量与其设定值的偏差；ec为偏差变化；u为控制量；Ai，Bj和Cij为模糊子集；本算法涉及的Mamdani模糊模型的推理算法采用作用模糊子集推理方法；[定义1]设Xs为变元x在论域U上的模糊子集，s＝1,2,…,n，若某时刻x*对Xs的隶属度Aix*0，则该Xs为该时刻x*的一个作用模糊子集，记作Xq’q＝1,2,…,m，x*对Xq’的隶属度记作Aj’x*，其中n为模糊子集个数，m为作用模糊子集的个数，mn；[定义2]以x*的作用模糊子集Xq’为前件的模糊控制规则，q＝1,2,…,m，称为某时刻x*的作用模糊控制规则，记作Rk’，k＝1,…,p，其中p为作用模糊控制规则的条数，p小于总规则数；S3.2实施作用模糊子集推理方法步骤如下：1定义系统状态的偏差e、偏差变化ec和控制量u的论域、隶属函数和模糊控制规则；2将真实偏差和偏差变化映射为模糊控制论域中的偏差和偏差变化e*，ec*；3根据定义1中所述，分别确定e*和ec*的作用模糊子集Xq’和Yq’，并计算其对应的隶属度；根据定义2所述，确定其作用模糊控制规则Rk’；4计算各条作用模糊控制规则的真值；μk＝Xq’e**Yq’ec*，k＝1,2,…p5利用重心法进行反模糊化，得到模糊控制量u*； 其中，μk表示第k条作用规则的真值，由步骤4计算获取；uk表示控制量；6将模糊推理得到的控制量u*映射为实际控制量；S4、采用压差设定值Mamdani模型参考自适应调整算法输出压差优化设定值S4.1、算法结构压差设定值Mamdani模型参考自适应调整算法的核心部分为在线性调整算法的基础上，根据Mamdani模糊模型进行KDPD与KDPI的自适应调整，如下式所示； 式中，DPSPTO、DPSPT表示压差优化设定值和压差设定值，δMAX为最大阀位环路阀位值；tAOMAX为最大阀位环路对应机组送风温度，若系统中存在多个最大阀位环路，取这些环路上机组送风温度的最大值；设tAOSPT为最大阀位环路对应空调机组表冷器的送风温度设定值；tAOD为最大阀位环路对应空调机组表冷器的送风温度设定值的鲁棒区；通过S1可获取δMAX，tAOMAX,tAOSPT；通过S2可获取最佳阀位域的中心δRST和最佳阀位域的宽度δD；KDPD为压差设定值减小对应的线性调整常数；KDPI为压差设定值增加对应的线性调整常数；eδMAX为δMAX的偏差，eδMAX＝δMAX-δRST；etAOMAX为tAOMAX的偏差，etAOMAX＝tAOMAX-tAOSPT；ecδMAX为δMAX的偏差变化，当前采样时刻eδMAX与上一采样时刻eδMAX的差值；ectAOMAX为tAOMAX的偏差变化，当前采样时刻etAOMAX与上一采样时刻etAOMAX的差值；KDPI与KDPD分别根据Mamdani模型、当前工况下的监测参数δMAX与tAOMAX的偏差、偏差变化进行自适应调整；算法参数的实际论域需要进行优化选择，选择的依据为被控空调水系统的负荷变化率范围；S4.2、结合末端工况输出新的压差设定值如末端工况符合δMAX∈[δRST-δD,δRST+δD]或者δMAXδRST+δD且tAOMAX≤tAOSPT+tAOD，则不需调整压差设定值；其它工况，则需使用S3.2中所述作用模糊子集推理算法得出KDPD或KDPI后，输出压差优化设定值；S5、变频水泵组根据压差优化设定值对空调水系统进行调整。

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百度查询： 大连理工大学 一种面向空调水系统的压差设定值Mamdani模型参考自适应调整方法