冷水機組控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷水機組控制方法及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的冷水機組控制系統(tǒng)中常采用經(jīng)典的傳遞函數(shù)模型，傳遞函數(shù)模型一般只適 用于單輸入-單輸出的定常系統(tǒng)動態(tài)仿真，而空調(diào)系統(tǒng)中大部分部件是多輸入一多輸出系 統(tǒng)，另外，傳遞函數(shù)模型采用的是比較抽象的頻域分析方法，不便于在時域中進行數(shù)值計 算。顯然，傳遞函數(shù)法并不是理想的空調(diào)系統(tǒng)動態(tài)仿真建模手段。狀態(tài)空間方法在系統(tǒng)動 態(tài)建模過程中越來越受到人們的青睞，非常適合多輸入-多輸出控制系統(tǒng)，但空調(diào)系統(tǒng)往 往具有高度的非線性和參數(shù)不確定性，這無疑使建立在精確數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的狀態(tài)空間模 型面臨實際應(yīng)用上的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種冷水機組控制方法及控制系 統(tǒng)，使用狀態(tài)空間方法建立冷水機組狀態(tài)空間模型，并利用基于支持向量機辨識模塊對模 型的未知參數(shù)進行辨識，其模型精確度高，利于對冷水機組的精確控制。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種冷水機組控制方法，包括如下步驟： 能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型，所述狀態(tài)空間模型表征為狀態(tài)空 間方程；利用基于支持向量機辨識模塊對所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)空間方程中的未知參 數(shù)進行辨識。
[0005] 進一步地，在所述能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型的步驟 之中，包括：將所述狀態(tài)空間模型中的冷凍水與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)、制冷劑與蒸發(fā)器的 對流換熱系數(shù)、冷卻水與冷凝器的對流換熱系數(shù)以及制冷劑與冷凝器的對流換熱系數(shù)設(shè)定 為各自相關(guān)變量的多項式函數(shù)，再將多項式函數(shù)代入狀態(tài)空間方程；在所述利用基于支持 向量機辨識模塊對所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)空間方程中的未知參數(shù)進行辨識的步驟之 中，包括：根據(jù)所述基于支持向量機辨識模塊對所述多項式函數(shù)中的未知參數(shù)進行辨識 以獲取所述未知參數(shù)。
[0006] 進一步地，在所述根據(jù)所述基于支持向量機辨識模塊對所述多項式函數(shù)中的未知 參數(shù)進行辨識以獲取所述未知參數(shù)的步驟之后，包括：采集冷水機組的運行數(shù)據(jù)并實時輸 入所述狀態(tài)空間模型以計算出所述冷水機組的輸出參數(shù)值；將所述輸出參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定 的參數(shù)值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制所述冷水機組。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供一種冷水機組控制系統(tǒng)，包括：狀態(tài)空 間模型輸入輸出模塊，用于能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型，所述 狀態(tài)空間模型表征為狀態(tài)空間方程；基于支持向量機辨識模塊，用于對所述狀態(tài)空間模型 中的狀態(tài)空間方程中的未知參數(shù)進行辨識。
[0008] 進一步地，所述狀態(tài)空間模型輸入輸出模塊，還用于將所述狀態(tài)空間模型中的冷 凍水與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)、制冷劑與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)、冷卻水與冷凝器的對流 換熱系數(shù)以及制冷劑與冷凝器的對流換熱系數(shù)設(shè)定為各自相關(guān)變量的多項式函數(shù)，再將多 項式函數(shù)代入狀態(tài)空間方程；所述基于支持向量機辨識模塊，還用于對所述多項式函數(shù)中 的未知參數(shù)進行辨識以獲取所述未知參數(shù)。
[0009] 進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集模塊、比較模塊及控制器；所述數(shù)據(jù)采集 模塊，用于采集冷水機組的運行數(shù)據(jù)，并輸入所述狀態(tài)空間模型輸入輸出模塊建立的狀態(tài) 空間模型；所述比較模塊，用于將所述狀態(tài)空間模型輸入輸出模塊根據(jù)輸入的運行數(shù)據(jù)計 算出的輸出參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值進行比較；所述控制器，用于根據(jù)所述比較模塊得 到的比較結(jié)果控制所述冷水機組。
[0010] 本發(fā)明實施例的有益效果是：通過提供基于支持向量機辨識模塊對冷水機組狀態(tài) 空間模型未知參數(shù)進行辨識，從而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的多輸入-多輸出控制系統(tǒng)，達到對冷水 機組動態(tài)精確控制的目的，并能清晰呈現(xiàn)冷水機組的狀態(tài)參數(shù)。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明冷水機組控制方法一實施例的流程圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明冷水機組控制方法一具體實施例的工作結(jié)構(gòu)流程圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明冷水機組控制方法一具體實施例的流程圖。
[0014] 圖4是本發(fā)明冷水機組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明冷水機組控制系統(tǒng)另一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 結(jié)合圖1-圖3參閱，本發(fā)明實施例的冷水機組控制方法，包括如下步驟：
[0016] 步驟S1，能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型，狀態(tài)空間模型 表征為狀態(tài)空間方程。
[0017] 具體而言，在步驟Sl中，需要將所述狀態(tài)空間模型中的冷凍水與蒸發(fā)器的對流換 熱系數(shù)、制冷劑與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)、冷卻水與冷凝器的對流換熱系數(shù)以及制冷劑與 冷凝器的對流換熱系數(shù)設(shè)定為各自相關(guān)變量的多項式函數(shù)，再將多項式函數(shù)代入狀態(tài)空間 方程。其中，冷水機組各部件狀態(tài)空間方程表征如下。
[0018] 冷凝器內(nèi)制冷劑能量守恒：
【主權(quán)項】
1. 一種冷水機組控制方法，其特征在于，包括如下步驟： 能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型，所述狀態(tài)空間模型表征為狀 態(tài)空間方程； 利用基于支持向量機辨識模塊對所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)空間方程中的未知參數(shù) 進行辨識。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于： 在所述能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型的步驟之中，包括：將 所述狀態(tài)空間模型中的冷凍水與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)、制冷劑與蒸發(fā)器的對流換熱系 數(shù)、冷卻水與冷凝器的對流換熱系數(shù)以及制冷劑與冷凝器的對流換熱系數(shù)設(shè)定為各自相關(guān) 變量的多項式函數(shù)，再將多項式函數(shù)代入狀態(tài)空間方程； 在所述利用基于支持向量機辨識模塊對所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)空間方程中的未 知參數(shù)進行辨識的步驟之中，包括：根據(jù)所述基于支持向量機辨識模塊對所述多項式函數(shù) 中的未知參數(shù)進行辨識以獲取所述未知參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述基于支持向量機辨 識模塊對所述多項式函數(shù)中的未知參數(shù)進行辨識以獲取所述未知參數(shù)的步驟之后，包括： 采集冷水機組的運行數(shù)據(jù)并實時輸入所述狀態(tài)空間模型以計算出所述冷水機組的輸 出參數(shù)值； 將所述輸出參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制所述冷水機 組。
4. 一種冷水機組控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 狀態(tài)空間模型輸入輸出模塊，用于能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間 模型，所述狀態(tài)空間模型表征為狀態(tài)空間方程； 基于支持向量機辨識模塊，用于對所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)空間方程中的未知參數(shù) 進行辨識。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述狀態(tài)空間模型輸入輸出模塊，還用于將所述狀態(tài)空間模型中的冷凍水與蒸發(fā)器的 對流換熱系數(shù)、制冷劑與蒸發(fā)器的對流換熱系數(shù)、冷卻水與冷凝器的對流換熱系數(shù)以及制 冷劑與冷凝器的對流換熱系數(shù)設(shè)定為各自相關(guān)變量的多項式函數(shù)，再將多項式函數(shù)代入狀 態(tài)空間方程； 所述基于支持向量機辨識模塊，還用于對所述多項式函數(shù)中的未知參數(shù)進行辨識以獲 取所述未知參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集模塊、比較模塊及控制器； 所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集冷水機組的運行數(shù)據(jù)，并輸入所述狀態(tài)空間模型輸入輸 出模塊建立的狀態(tài)空間模型； 所述比較模塊，用于將所述狀態(tài)空間模型輸入輸出模塊根據(jù)輸入的運行數(shù)據(jù)計算出的 輸出參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值進行比較； 所述控制器，用于根據(jù)所述比較模塊得到的比較結(jié)果控制所述冷水機組。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冷水機組控制方法及控制系統(tǒng)，該控制方法包括：能量守恒和質(zhì)量守恒定律建立冷水機組的狀態(tài)空間模型，所述狀態(tài)空間模型表征為狀態(tài)空間方程；利用基于支持向量機辨識模塊對所述狀態(tài)空間模型中的狀態(tài)空間方程中的未知參數(shù)進行辨識。通過上述實施方式，使用狀態(tài)空間方法建立冷水機組狀態(tài)空間模型，并利用基于支持向量機辨識模塊對模型的未知參數(shù)進行辨識，其模型精確度高，利于對冷水機組的精確控制。
【IPC分類】F25B49-02
【公開號】CN104654690
【申請?zhí)枴緾N201410658830
【發(fā)明人】侯志堅
【申請人】深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年11月18日