CN106895556A - 一种多目标空气质量参数优化调节系统及其工作方法 - Google Patents

一种多目标空气质量参数优化调节系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于空气质量调节设备领域，提供一种多目标空气质量参数优化调节系统及其工作方法。本发明系统包含空气品质检测模块、数据处理与分析模块、PWM驱动器及空气净化设备，所述数据处理与分析模块包括线性求和单元、偏差比较单元、取反单元、PID控制器；所述空气品质检测模块的输出端与线性求和单元的输入端相连，线性求和单元的输出结果与目标空气品质参数一并输入偏差比较单元，偏差比较单元的输出端经取反单元后与PID控制器相连，PID控制器的输出端与PWM驱动器相连，PWM驱动器与空气净化设备相连。本发明多目标空气质量参数优化调节系统，结构简单，使用方便，使用本发明调节系统及其工作方法，能够实现室内空气质量的整体优化，提高室内的空气品质。

Description

一种多目标空气质量参数优化调节系统及其工作方法
技术领域
本发明属于空气质量调节设备领域，具体地说是一种多目标空气质量参数优化调节系统及其工作方法。
背景技术
随着人们对生活品质要求的日益提高，室内空气质量的好坏也成了人们逐渐关注的焦点以及生活品质高低的评价标准。然而，现有市场上的空气质量调节设备，虽然采用了智能监测，但控制方式上也只是通过简单的设置某一空气质量参数的阈值上限，控制相应的执行机构，实现单一的空气质量参数调节，如PM2.5、CO2、TVOC等，难以进行多个空气质量参数的整体优化调节，同时现有的空气质量调节设备还存在净化设备调节频繁，难以进入稳态，耗费能源等问题。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明旨在提供一种多目标空气质量参数优化调节系统及其工作方法，能够实现室内空气质量的整体优化，提高室内的空气品质。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种多目标空气质量参数优化调节系统，包含空气品质检测模块、数据处理与分析模块、PWM驱动器及空气净化设备，所述数据处理与分析模块包括线性求和单元、偏差比较单元、取反单元、PID控制器；所述空气品质检测模块的输出端与线性求和单元的输入端相连，线性求和单元的输出结果与目标空气品质参数一并输入偏差比较单元，偏差比较单元的输出端经取反单元后与PID控制器相连，PID控制器的输出端与PWM驱动器相连，PWM驱动器与空气净化设备相连。
本发明还提供一种上述的多目标空气质量参数优化调节系统的工作方法，该方法包括以下步骤：
（1）空气品质检测模块检测室内的空气质量参数，包括PM2.5的质量参数X1、CO2的质量参数X2、甲醛的质量参数X3、TVOC的质量参数X4；
（2）线性求和单元接收空气品质检测模块检测的多项空气质量参数，并对多项空气质量参数进行线性求和，求和的结果作为反馈空气品质；
（3）通过偏差比较单元计算目标空气品质与反馈空气品质的差值，并将结果取反送入PID控制器，经过PID运算后，得到PWM驱动器的控制量；
（4）PWM驱动器接收PID控制器的控制量信号，并控制空气净化设备的风机转速。
在上述技术方案中，步骤（2）中对多项空气质量参数进行加权线性求和的公式如下：
Z(X1,X2,X3,X4)=X1+0.1*X2+1000*X3+100*X4。
在上述技术方案中，步骤（3）中目标空气品质的设定方式为：
依据人体健康呼吸空气质量参数相关标准设定对应参数，PM2.5的目标参数X1’设定在0~100ug/m³；CO2的目标参数X2’ 设定在350~1000ppm；甲醛的目标参数X3’设定在0~0.1mg/m³；TVOC的目标参数X4’设定在0~0.6mg/m³。
在上述技术方案中，进行步骤（2）的加权线性求和时，需要首先将各空气质量参数的单位转换为与目标参数的单位一致，然后取其数值进行计算。
在上述技术方案中，所述空气净化设备含有粗效过滤器、HEPA高效过滤器、活性炭等过滤装置。
本发明的工作原理为：室内各空气质量参数为低耦合关系，采用线性求和能够在一定程度上表征室内的空气品质，当反馈回的某一空气参数升高时，便会使其求和结果增大，从而使偏差绝对值增大，进而PWM占空比增大，使风机转速提高，空气质量参数下降。当反馈回的某一空气参数下降时，原理类似。从而实现室内空气品质的整体优化及空气净化设备的稳定节能运行。
本发明多目标空气质量参数优化调节系统，结构简单，使用方便，使用本发明调节系统及其工作方法，能够实现室内空气质量的整体优化，提高室内的空气品质。
附图说明
图1是本发明多目标空气质量参数优化调节系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进行进一步的说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种多目标空气质量参数优化调节系统，包含空气品质检测模块、数据处理与分析模块、PWM驱动器及空气净化设备，所述数据处理与分析模块包括线性求和单元、偏差比较单元、取反单元、PID控制器；所述空气品质检测模块的输出端与线性求和单元的输入端相连，线性求和单元的输出结果与目标空气品质参数一并输入偏差比较单元，偏差比较单元的输出端经取反单元后与PID控制器相连，PID控制器的输出端与PWM驱动器相连，PWM驱动器与空气净化设备相连。
本实施例还提供一种上述的多目标空气质量参数优化调节系统的工作方法，该方法包括以下步骤：
（1）空气品质检测模块检测室内的空气质量参数，包括PM2.5的质量参数X1、CO2的质量参数X2、甲醛的质量参数X3、TVOC的质量参数X4；
（2）线性求和单元接收空气品质检测模块检测的多项空气质量参数，并对多项空气质量参数进行线性求和，求和的结果作为反馈空气品质；
（3）通过偏差比较单元计算目标空气品质与反馈空气品质的差值，并将结果取反送入PID控制器，经过PID运算后，得到PWM驱动器的控制量；
（4）PWM驱动器接收PID控制器的控制量信号，并控制空气净化设备的风机转速。
其中，步骤（2）中对多项空气质量参数进行加权线性求和的公式如下：
Z(X1,X2,X3,X4)=X1+0.1*X2+1000*X3+100*X4。
其中，步骤（3）中目标空气品质的设定方式为：
依据人体健康呼吸空气质量参数相关标准设定对应参数，PM2.5的目标参数X1’设定在0~100ug/m³；CO2的目标参数X2’ 设定在350~1000ppm；甲醛的目标参数X3’设定在0~0.1mg/m³；TVOC的目标参数X4’设定在0~0.6mg/m³。
其中，进行步骤（2）的加权线性求和时，需要首先将各空气质量参数的单位转换为与目标参数的单位一致，然后取其数值进行计算。
其中，所述空气净化设备含有粗效过滤器、HEPA高效过滤器、活性炭等过滤装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多目标空气质量参数优化调节系统，其特征在于：包含空气品质检测模块、数据处理与分析模块、PWM驱动器及空气净化设备，所述数据处理与分析模块包括线性求和单元、偏差比较单元、取反单元、PID控制器；所述空气品质检测模块的输出端与线性求和单元的输入端相连，线性求和单元的输出结果与目标空气品质参数一并输入偏差比较单元，偏差比较单元的输出端经取反单元后与PID控制器相连，PID控制器的输出端与PWM驱动器相连，PWM驱动器与空气净化设备相连。
2.一种如权利要求1所述的多目标空气质量参数优化调节系统的工作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）空气品质检测模块检测室内的空气质量参数，包括PM2.5的质量参数X1、CO2的质量参数X2、甲醛的质量参数X3、TVOC的质量参数X4；
（2）线性求和单元接收空气品质检测模块检测的多项空气质量参数，并对多项空气质量参数进行线性求和，求和的结果作为反馈空气品质；
（3）通过偏差比较单元计算目标空气品质与反馈空气品质的差值，并将结果取反送入PID控制器，经过PID运算后，得到PWM驱动器的控制量；
（4）PWM驱动器接收PID控制器的控制量信号，并控制空气净化设备的风机转速。
3.根据权利要求2所述的多目标空气质量参数优化调节系统的工作方法，其特征在于步骤（2）中对多项空气质量参数进行加权线性求和的公式如下：
Z(X1,X2,X3,X4)=X1+0.1*X2+1000*X3+100*X4。
4.根据权利要求2所述的多目标空气质量参数优化调节系统的工作方法，其特征在于步骤（3）中目标空气品质的设定方式为
依据人体健康呼吸空气质量参数相关标准设定对应参数，PM2.5的目标参数X1’设定在0~100ug/m³；CO2的目标参数X2’ 设定在350~1000ppm；甲醛的目标参数X3’设定在0~0.1mg/m³；TVOC的目标参数X4’设定在0~0.6mg/m³。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107270495A (zh) * 2017-07-30 2017-10-20 合肥徽工工业自动化工程有限公司 一种室内空气净化方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701873A (zh) * 2009-11-13 2010-05-05 武汉理工大学 一种汽车发动机尾气余热热电转换台架试验装置及控制方法
JP2013139922A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Daikin Industries Ltd 温度および湿度の調整を行う空調システム
CN103777557A (zh) * 2014-02-28 2014-05-07 安徽农业大学 适用于冷链物流车厢微环境的通用测控模块
CN104566694A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 河北工业大学 大型商业建筑内空气品质智能调节系统及其调节方法
CN105629720A (zh) * 2015-12-30 2016-06-01 常州联德电子有限公司 宽域氧传感器温度控制方法
CN105629743A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 青岛海尔空调器有限总公司 基于环境舒适度的家电控制方法和家电控制装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701873A (zh) * 2009-11-13 2010-05-05 武汉理工大学 一种汽车发动机尾气余热热电转换台架试验装置及控制方法
JP2013139922A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Daikin Industries Ltd 温度および湿度の調整を行う空調システム
CN103777557A (zh) * 2014-02-28 2014-05-07 安徽农业大学 适用于冷链物流车厢微环境的通用测控模块
CN105629743A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 青岛海尔空调器有限总公司 基于环境舒适度的家电控制方法和家电控制装置
CN104566694A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 河北工业大学 大型商业建筑内空气品质智能调节系统及其调节方法
CN105629720A (zh) * 2015-12-30 2016-06-01 常州联德电子有限公司 宽域氧传感器温度控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107270495A (zh) * 2017-07-30 2017-10-20 合肥徽工工业自动化工程有限公司 一种室内空气净化方法

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