实验室发展报告课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中央空调学科建设研究规划报告,中央空调实验室,2005年1月,中央空调学科分类研究,能量管理优化控制：算法研究、软件编程,混合动态系统理论建模和软测量,多传感器数据融合,Hilbert-Huang,变换在空调参数分析和故障诊断中的应用研究,HDS,最优控制理论方法在,HVAC,研究中的应用,理论方面,应用现状：目前正被使用的HVAC系统几乎都没有同时考虑能量效率和室内空气品质等问题。具体来说,中央空调系统能量管理优化控制，,算法研究及软件编程,在国内，几乎所有商用建筑都装备有,HVAC,系统，而新加坡的楼宇,HVAC,系统技术与中国相比相对先进，因此加强暖通空调系统节能控制技术的改进，尤其是在能量管理、系统优化与节能控制等方面的研究，不仅能节省大量运行成本，而且还具有巨大的产业化前景。,过程控制和检测领域涌现出,软测量,技术就是选择与被测变量（无法直接测量）相关的一组可测变量，构造某种以可测变量为输入，被测变量为输出的数学模型，使用计算机来进行模型的数值运算，从而得到被测变量的估计值的过程。,混杂系统理论模型建模和软测量,根据某种最优原则研究建立软测量数学模型的方法软测量技术的核心,模型实时运算的工程化实施技术软测量技术的关键,是模型自校正（模型维护）技术提高软测量精度的有效方法,软测量技术主要包括三部分的内容,HVAC,的制冷和制热过程有着非常明显的连续性动作特征,HVAC,的制冷和制热动作之间的切换、风量的实时调节又具有明显的离散事件动作特征,对于,HVAC,系统，它与,HDS,系统的特征完全吻合，是典型的,HDS,。,目前的控制学界对切换系统的研究是一个热点，因此,HVAC,系统采用,HDS,系统模型的描述方法建模.,HDS,模型与,HVAC,系统的关系,从连续系统角度出发，利用微分方程和代数方程的工具建模,HVAC,系统“延拓”,从离散事件动态系统（,DEDS,）,角度出发，利用形式逻辑（,Petri,网、自动机语言）对,HVAC,系统进行建模“聚合”,HVAC 的两种HDS,建模方式,数据融合是在多个层次上对多源信息进行处理的，每个层次代表信息处理的不同级别,数据融合过程包括检测、关联（相关）、跟踪、估计和综合,数据融合过程的结果包括低层次上的状态和属性估计，以及高层上的战场态势和威胁评估,数据融合的三个主要功能,作为目前最新发展起来的对非线性非平稳信号进行分析的有效方法，已经逐步推广到地震信号分析，基础结构无损检测，流体力学，过程预测等领域，具有很大的研究价值和应用前景。,Hilbert-Huang变换在HVAC中的应用,中央空调运行能量管理是一个研究热点。它是个约束最优控制问题，在,HDS,建模的基础上承接已有的,HDS,最优控制问题的研究，可以将实际问题中的条件作为约束，空调的运行能耗抽象成某个指标泛函，运用最优控制的分析方法来作处理。,HDS,最优控制理论方法在,HVAC,研究中的应用,由于约束条件可以比较多，单纯一个约束的一个指标的最优控制思想过于简单和理想，因此在此基础上可以引入多约束多指标的优化问题。在常规的微分方程工具处理不了的时候，设法将其用对策论、均衡理论的思想进行处理，即每项都不是“最优”，但是综合起来就是“最优”的，有“折衷”的思想在里面。,可能遇到的问题,空调,PID,专用控制器及相关板卡的研制,空调,DCS,控制研究,空调远程网络控制技术的研究,分布式光纤检测在中央空调中的应用研究,硬件研发,应用现状：,国内,HVAC,系统中，每个单环采用独立的,PID,控制，不同环间缺少有效地协同，整个系统的性能优化非常有限。,PID,控制器现在主要采用,Ziegler-Nichols,和试错法来调节，但由于空调系统的多环结构，因此调节起来非常耗时；机械方面，,HVAC,系统各环间有很强的耦合作用，如湿度和温度环，因此单环控制实现的性能十分有限。另外需要注意的是，有时候由于内部的制冷要求和外部的环境变化会导致,PID,环节性能恶化,。,空调,PID,专用控制器及相关板卡的研制,国外情形：,基于继电器反馈技术和阶跃测试的,PID,控制器自整定技术,10,个,PID,控制器整定规则（,Ziegler-Nichols PI/PID,整定规则、增益相位余量和鲁棒优化,PI,算法等）,针对,MIMO,自整定器的研发,应用现状：,目前虽然已有多种分布控制系统,(DCS),面市，但大都是多功能系统，针对,HVAC,的具有特殊功能和性能的系统还尚未出现。,空调,DCS,控制研究,应用现状：,承接光纤检测学科的建设，分布式光纤温度、湿度传感在中央空调系统检测方面的应用，可以作为中央空调自适应调节的一个前端问题来进行处理。,分布式光纤检测在中央空调中的应用研究,谢谢!,