CN105135592A - 一种空调自适应调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种空调自适应调节方法及系统，设置数据采集模块采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率；根据温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数；根据当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。本发明使空调输出功率可以根据环境的变化进行有效的调节，解决固定的空调温度调节规则或参数在不同的工作环境中所存在的调节时间不确定的问题，同时也提高了温度调节的稳定性和降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及空调的调节系统，尤其涉及一种空调自适应调节方法及系统。
背景技术
空调作为一种空间温度调节的主要设备已在普通家庭中得到广泛的应用。保证空调温度的调节时间、提高温度调节的平稳度和降低能耗，一直以来都是空调技术水平的主要发展方向。
目前，变频空调凭借其对输出量的可调控制，已经能够在一定程度上解决温度调节的平稳度和节能问题。然而，固定不变的温度调节规则和参数，在面对各式各样不确定的工作环境时，并不能都达到最优的调节效果，从而导致温度调节时间不确定、温度波动范围变大或能耗增加等问题。这些问题根源在于固定的温度调节规则和参数并不能和每个空调的工作环境完全匹配而达到最优的调节效果。
如果空调能够根据自身的工作环境对调节的规则和参数进行修正改进，使得每个空调的调节规则和参数都能够和所处的工作环境达到完美的匹配，那么就能达到最优的调节效果。由于家庭空调一般都安装在固定的位置和固定的空间，所以其大概的工作环境在安装完成后就基本确定了下来，这种比较稳定的工作环境为空调对其自身的调节规则和参数进行修正匹配提供了必要的条件。现有技术空调对于温度的调节规则和参数基本上都是根据预先的测试调校结果，给定一套固定的调节方法和参数，这些固定的调节方法和参数能够保证最基本的调节效果，但并不是最优的调节效果。在面对各种不同的工作环境时，固定的调节方法和参数并不能完全适应匹配当前的工作环境，从而导致调节时间不确定、温度波动范围变大或能耗增加等问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明为解决现有技术的缺陷和不足，提出一种能够根据环境来进行适应调节的空调自适应调节方法，解决空调固定温度调节规则和参数调节效果差的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种空调的自适应调节方法，包括如下步骤：
设置数据采集模块采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率；
根据温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数；
根据所述当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；
根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。
作为进一步改进方案，所述当前环境系数根据公式进行计算，其中为当前环境系数，T0为调节前的环境温度，Tt为调节后的环境温度；t为调节时间；为温度调节输出功率。
其中，所述根据所述当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数采用滑动平均滤波算法来计算修正。
其中，所述滑动平均滤波算法计算修正包括如下步骤：
将当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；
去掉环境系数历史数据数组中时间最早的环境系数；
根据公式对当前环境系数进行计算得到修正后的当前环境系数，其中为修正后的第“i”时间段的当前环境系数；为第“i”时间段的环境系数历史数据；N为环境系数历史数据数组中的环境系数历史数据个数；为环境系数每一个历史数据所占的权重系数，并且。
作为进一步改进的方案，所述根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整包括如下步骤：
获取修正后的当前环境系数；
通过公式计算当前输出功率，其中，为输出功率，为当前环境温度，为目标温度，为目标调节时间，以对温度调节的输出功率进行调整。
本发明还提供一种空调的自适应调节系统，包括数据采集模块、环境系数计算模块、环境系数修正模块和温度调节控制模块；
数据采集模块采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率；
环境系数计算模块根据所述数据采集模块采集到的温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数；
环境系数修正模块根据所述环境系数计算模块计算出的当前环境系数对某一时间范围内的环境系数进行修正，并将修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；
温度调节控制模块根据所述修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。
作为进一步的改进技术方案，所述环境系数计算模块计算出当前环境系数根据公式进行计算，其中为当前环境系数，T0为调节前的环境温度，Tt为调节后的环境温度；t为调节时间；为温度调节输出功率。
其中，所述环境系数修正模块根据滑动平均滤波算法来计算得到修正后的当前环境系数。
其中，所述滑动平均滤波算法计算修正将当前环境系数保存到环境系数历史数据数组，并去掉环境系数历史数据数组中时间最早的环境系数；再根据公式对当前环境系数进行计算得到修正后的当前环境系数，其中为修正后的第“i”时间段的当前环境系数；为第“i”时间段的环境系数历史数据；N为环境系数历史数据数组中的环境系数历史数据个数；为环境系数每一个历史数据所占的权重系数，并且。
作为进一步改进方案，所述温度调节控制模块获取修正后的当前环境系数，并通过公式计算当前输出功率，其中，为输出功率，为当前环境温度，为目标温度，为目标调节时间，以对温度调节的输出功率进行调整。
本发明方法及系统运用环境系数来对空调的周边环境进行环境的检测，根据环境系数的平滑变化来调节空调的输出功率，由于环境系数的平滑变化，使空调输出功率可以根据环境的变化进行有效的调节，解决固定的空调温度调节规则或参数在不同的工作环境中所存在的调节时间不确定的问题，同时也提高了温度调节的稳定性和降低能耗。
附图说明
图1是本发明空调的自适应调节方法实施例的流程图。
图2是本发明空调的自适应调节系统实施例的原理结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所提出的空调自适应调节方法的原理在于，空调对空间温度的调节效果会直接受到空间环境的影响。有些空间环境的温度容易被改变，有些却很难被改变，所以我们需要设定一个参数来反映空间环境温度被改变的难易程度，即环境系数。
环境系数不仅会随一天的时间改变而改变，而且还会随着季节的改变而改变，所以环境系数必须做到动态地进行修正，才能真正地反映出当前的环境情况。每当进行一次温度调节完成后，则修正相应的环境系数，以真实反映当前的环境情况。由于环境系数是一个比较稳定的参数，其变化也比较缓慢，为了避免所采集到的数据受到干扰而导致环境系数突变，在计算当前环境系数的时候可以把历史的环境系数纳入参考来进行。
本发明提出一种空调的自适应调节方法，参见图1方法流程图所示，包括如下实施步骤：
S100，设置数据采集模块采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率。在每一次进行温度调节的过程中，数据采集模块会根据需求来采集这些数据：
：温度调节前的环境温度；
：温度调节后的环境温度；
：温度调节时间；
：当前时间；
：温度调节输出功率。
S200，根据温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数。具体而言，设置T0为调节前的环境温度，Tt为调节后的环境温度；t为调节时间；为温度调节输出功率；当前环境系数可以根据公式计算得出。计算出当前的环境系数，其中“i”为根据当前时间所得出的时间段序号。
S300，根据所述当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组。根据当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数采用滑动平均滤波算法来计算修正。
滑动平均值滤波算法时通过把N个采样数据看成一个数列，数列的长度N固定不变，每进行一次新的采样就把采样结果插入队头并同时舍去队尾的一个数据，这样队列就始终存储有最新的N个数据。通过计算这些最新数据的平均值，就可以得到最新的采集结果。进一步地，把N个采样数据都各自赋予一个权重系数，最新的采样数据权重最大，最久的采样数据权重最小，这样可以更加真实地反映出采集结果。
为了使环境系数的变化平滑，可以设置环境系数历史数据数组来保存环境系数的历史数据并根据历史数据进行环境系数进行调整。具体而言，设环境系数的历史数据存储数组为，其中，所表达的意思如下所示：
“i”表示第i个时间段内的环境系数；可以根据实际情况划定一天内的时间段数，例如每个小时为一个时间段，那么一天可以划定24个时间段，即i=24，i越大，所采集到的环境系数越精细，然而对于相对稳定的环境系数来说，不过相对而言，太精细的时间段划分也没有太大意义。根据步骤S100采集到的当前时间，可以确定所计算得出的环境系数属于哪一个时间段内的环境系数。
“n”则表示第i个时间段所存储的第n个历史环境系数；可以根据具体情况确定要存储多少个历史的环境系数，存储的n个数越大，滑动平均滤波的平滑度越好，但是灵敏度会下降，所以大小需要根据实际情况进行设定。
设环境系数的修正结果存储数组为，其中表示第i个时间段所存储的环境系数修正结果。
具体而言，运用滑动平均滤波算法计算修正步骤S200得到的当前的环境系数包括如下步骤：
去掉环境系数历史数据数组中时间最早的环境系数；
根据公式对当前环境系数进行计算得到修正后的当前环境系数，其中为修正后的第“i”时间段的当前环境系数；为第“i”时间段的环境系数历史数据；N为环境系数历史数据数组中的环境系数历史数据个数；为环境系数每一个历史数据所占的权重系数，并且；
将修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组。
S400，根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。具体而言，调整包括如下步骤：
获取修正后的当前环境系数；
通过公式计算当前输出功率，其中，为输出功率，为当前环境温度，为目标温度，为目标调节时间，以对温度调节的输出功率进行调整。
具体而言，在需要进行温度调节的时候，温度调节模块根据当前的时间，从环境系数修正结果数组中获取当前时间段所对应的修正后环境系数，然后通过公式：
计算出当前的输出功率。其中，为输出功率，：为当前环境温度，为目标温度，：为目标调节时间。
本发明还提供一种空调的自适应调节系统，如图2所示，本发明系统包括数据采集模块10、环境系数计算模块20、环境系数修正模块30和温度调节控制模块40。
数据采集模块10采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率；
环境系数计算模块20根据数据采集模块10采集到的温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数。
环境系数修正模块30根据环境系数计算模块20计算出的当前环境系数对某一时间范围内的环境系数进行修正，并将修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组。
温度调节控制模块40根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。
其中，环境系数计算模块20计算出当前环境系数根据公式进行计算，其中为当前环境系数，T0为调节前的环境温度，Tt为调节后的环境温度；t为调节时间；为温度调节输出功率。
环境系数修正模块30根据滑动平均滤波算法来计算得到修正后的当前环境系数。
滑动平均滤波算法计算修正将当前环境系数保存到环境系数历史数据数组，并去掉环境系数历史数据数组中时间最早的环境系数；再根据公式对当前环境系数进行计算得到修正后的当前环境系数，其中为修正后的第“i”时间段的当前环境系数；为第“i”时间段的环境系数历史数据；N为环境系数历史数据数组中的环境系数历史数据个数；为环境系数每一个历史数据所占的权重系数，并且。
温度调节控制模块40获取修正后的当前环境系数，并通过公式计算当前输出功率，其中，为输出功率，为当前环境温度，为目标温度，为目标调节时间，以对温度调节的输出功率进行调整。
本发明空调的自适应调节系统的工作原理与上述方法相同，此处不赘述。
应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种空调的自适应调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
设置数据采集模块采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率；
根据温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数；
根据所述当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；
根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。
2.根据权利要求1所述的空调自适应调节方法，其特征在于，所述当前环境系数根据公式进行计算，其中为当前环境系数，T0为调节前的环境温度，Tt为调节后的环境温度；t为调节时间；为温度调节输出功率。
3.根据权利要求1所述的空调自适应调节方法，其特征在于，所述根据所述当前环境系数结合历史环境系数计算修正后的当前环境系数采用滑动平均滤波算法来计算修正。
4.根据权利要求3所述的空调自适应调节方法，其特征在于，所述滑动平均滤波算法计算修正包括如下步骤：
将当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；
去掉环境系数历史数据数组中时间最早的环境系数；
根据公式对当前环境系数进行计算得到修正后的当前环境系数，其中为修正后的第“i”时间段的当前环境系数；为第“i”时间段的环境系数历史数据；N为环境系数历史数据数组中的环境系数历史数据个数；为环境系数每一个历史数据所占的权重系数，并且。
5.根据权利要求4所述的空调自适应调节方法，其特征在于，所述根据修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整包括如下步骤：
获取修正后的当前环境系数；
通过公式计算当前输出功率，其中，为输出功率，为当前环境温度，为目标温度，为目标调节时间，以对温度调节的输出功率进行调整。
6.一种空调的自适应调节系统，其特征在于，包括数据采集模块、环境系数计算模块、环境系数修正模块和温度调节控制模块；
数据采集模块采集温度调节前的环境温度和温度调节后的环境温度，以及调节温度的时间、当前时间和温度调节输出功率；
环境系数计算模块根据所述数据采集模块采集到的温度调节前的环境温度、温度调节后的环境温度、温度调节时间、当前时间和温度调节输出功率计算出当前环境系数；
环境系数修正模块根据所述环境系数计算模块计算出的当前环境系数对某一时间范围内的环境系数进行修正，并将修正后的当前环境系数保存到环境系数历史数据数组；
温度调节控制模块根据所述修正后的当前环境系数对温度调节的输出功率进行调整。
7.根据权利要求6所述的空调的自适应调节系统，其特征在于，所述环境系数计算模块计算出当前环境系数根据公式进行计算，其中为当前环境系数，T0为调节前的环境温度，Tt为调节后的环境温度；t为调节时间；为温度调节输出功率。
8.根据权利要求6所述的空调的自适应调节系统，其特征在于，所述环境系数修正模块根据滑动平均滤波算法来计算得到修正后的当前环境系数。
9.根据权利要求8所述的空调的自适应调节系统，其特征在于，所述滑动平均滤波算法计算修正将当前环境系数保存到环境系数历史数据数组，并去掉环境系数历史数据数组中时间最早的环境系数；再根据公式对当前环境系数进行计算得到修正后的当前环境系数，其中为修正后的第“i”时间段的当前环境系数；为第“i”时间段的环境系数历史数据；N为环境系数历史数据数组中的环境系数历史数据个数；为环境系数每一个历史数据所占的权重系数，并且。
10.根据权利要求9所述的空调自适应调节方法，其特征在于，所述温度调节控制模块获取修正后的当前环境系数，并通过公式计算当前输出功率，其中，为输出功率，为当前环境温度，为目标温度，为目标调节时间，以对温度调节的输出功率进行调整。
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