基于粒子群算法的变风量空调舒适性控制研究

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1、硕士研究生学位论文摘要I摘要近年来，智能建筑发展速度很快，而建筑能耗问题作为智能建筑领域里的重要问题，得到社会各界的普遍关注，空调能耗作为建筑物中耗能量最大的系统正在受到人们更大的关注。变风量空调就是在这样一种形势下应运而生的具有很大节能潜力的新型空调，我国对变风量空调系统的研究起步较晚，但近几年进步很大。同时随着人们生活水平的提高，人们对室内环境的舒适度要求也越来越高。如果能将舒适性控制应用到变风量空调中，在发挥风量空调节能潜力的同时达到舒适性控制的目的，体现了绿色节能的思想。传统的空调系统主要以室内的温湿度为控

2、制对象，但影响人体舒适度的因素不仅仅是这两方面，因此需要找到相关指标能够客观正确地反映舒适度，PMV指标就包含了与人体舒适度相关的所有因素，本文以PMV值为控制目标，这样就将控制对象从室内温湿度转移到室内热舒适度上面。本文首先分析了PMV指标与相关的环境参量间的内在联系，在实现以PMV指标为控制目标的方式之前，首先需要检测PMV指标，但是由于PMV指标需要根据检测到的室内空气温度、湿度、空气流动速度等参数通过繁琐的迭代运算求得，迭代运算法每次运算都要重新计算，计算速度慢，占用内存大，不能满足空调控制器实时在线的控制

3、要求。而神经网络具有自组织、自学习、自适应的能力，因此用训练好的BP神经网络预测PMV指标比迭代法具有更快的速度，同时神经网络占用内存小，适合实时在线地计算PMV指标。为了加快BP神经网络的收敛速度，在此基础上本文引入智能算法粒子群算法整定BP神经网络，仿真结果表明，在保证预测准确率的同时，加快了收敛速度。之后本文设计了基于PMV指标的空调间接控制系统和直接控制系统，通过比较两种控制系统的优缺点，最后选定了基于PMV指标的直接控制方式，并通过仿真实验证明了这种基于PMV指标的直接控制系统的节能潜力。最后本文在对空调

4、房间和变风量末端系统建模的基础上，完成了变风量系统压力无关型末端的串级控制器的设计，并将粒子群算法引入到常规PID控制当中，设计了粒子群PID控制器，通过计算机仿真实验证明，粒子群PID控制器与常规的串级PID控制器相比，系统超调量变小，收敛速度加快，稳态性能更好。总的来说，粒子群PID控制器具有较高的适应性，并能够有效的抑制进入系统的扰动。关键词：变风量空调；PMV；BP神经网络；粒子群算法；PID控制器IIAbstract硕士研究生学位论文AbstractInrecentyears,intelligentbui

5、ldingsdevelopveryfast,Theproblemofbuildingenergyconsumptionisanimportantissueinthefieldofintelligentbuilding,whichhastheGeneralcommunityconcern.Todaythebuildingenergyconsumptionissuesareofuniversalconcern,thattheenergyconsumptionofairconditioningenergyconsumpt

6、ioninbuildingsasthelargestsystemisbeinggreaterconcernformthepeople.Variableairvolumeairconditioningcameintobeinginsuchasituation,whichisanewair-conditioningwithgreatenergysavingpotential.Theresearchonvariableairvolumeairconditioningsystemstartlate,butgreatprog

7、resshasachievedintherecentyears.Atthesametime,withtheimprovementoflivingstandards,thecomfortofindoorenvironmentdemandsisincreasing.Ifthecomfortcontrolcanbeappliedtovariableairvolumeairconditioning,withplayingtheenergysavingpotentialofvariableairvolumeaircondit

8、ioning,toachievethepurposeofComfortcontrol.Embodiestheideaofgreenenergy.Thetraditionalair-conditioningsystemmainlyuseindoortemperatureandhumidityasthecontrolobject.However,thefacto