CN109143841A - 具有用于独立控制交互反馈回路的解耦器的建筑物控制系统 - Google Patents

具有用于独立控制交互反馈回路的解耦器的建筑物控制系统 Download PDF

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CN109143841A CN201810584892.2A CN201810584892A CN109143841A CN 109143841 A CN109143841 A CN 109143841A CN 201810584892 A CN201810584892 A CN 201810584892A CN 109143841 A CN109143841 A CN 109143841A
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卡洛斯·费利佩·阿尔卡拉佩雷斯
约翰·M·豪斯
克里斯托弗·R·阿蒙德森
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Abstract

所披露的是一种用于经由第一控制回路和与所述第一控制回路交互的第二控制回路来控制空间的气候的系统。所述系统包括所述第一控制回路的第一控制器，所述第一控制器用于基于第一经修改设定值和第一反馈信号而生成第一控制信号。所述系统进一步包括所述第二控制回路的第二控制器，所述第二控制器用于基于第二经修改设定值和第二反馈信号来生成第二控制信号。所述系统进一步包括解耦器，所述解耦器被配置用于预测所述第一控制信号对所述第二控制回路的第一影响以及所述第二控制信号对所述第一控制回路的第二影响，并且生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值以减小所述第一影响和所述第二影响。

Description

具有用于独立控制交互反馈回路的解耦器的建筑物控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月16日提交的美国专利申请号15/625,605的权益和优先权，所述申请的全部披露通过引用并入本文。
背景技术
本披露总体上涉及用于暖通空调(HVAC)系统的控制系统。更具体地，本披露涉及用于改善对交互反馈回路的独立控制的解耦器。
HVAC系统可以用于控制空间(例如，建筑物中)的气候。例如，HVAC系统可以允许控制房间中的温度、压力、湿度或其组合。HVAC系统通常包括反馈回路，所述反馈回路由用于调节温度的水设施、加热器设施或两者以及用于感测房间中的温度的传感器组成。反馈回路中的这些部件一起操作以将房内的气候设定为目标气候。
一些HVAC系统包括用于控制不同区域的气候的多个反馈回路。例如，第一反馈回路可以负责控制第一区域中的气候，并且第二反馈回路可以负责控制第一区域附近的第二区域中的气候。第一反馈回路和第二反馈回路可以被设计成彼此隔离，以便允许独立控制两个区域中的气候。然而，第一反馈回路与第二反馈回路之间可以发生交互，由此影响对这两个区域中的气候的控制。例如，分离第一区域与第二区域的墙壁可以被移除，这可以引起反馈回路之间的交互。反馈回路之间的这种交互可能妨碍对不同区域中的气候的精确控制。
发明内容
本披露的一种实施方式是一种经由第一控制回路和与所述第一控制回路交互的第二控制回路来控制空间的气候的系统。所述系统包括：所述第一控制回路的第一控制器、所述第二控制回路的第二控制器、以及解耦器。所述第一控制器被配置用于接收第一经修改设定值和第一反馈信号，并且用于基于所述第一经修改设定值和所述第一反馈信号而生成第一控制信号。所述第二控制器被配置用于接收第二经修改设定值和第二反馈信号，并且用于基于所述第二经修改设定值和所述第二反馈信号而生成第二控制信号。所述解耦器耦合至所述第一控制器和所述第二控制器，并且被配置用于接收第一设定值、第二设定值、所述第一反馈信号和所述第二反馈信号。所述解耦器被配置用于：预测所述第一控制信号对所述第二控制回路的第一影响；预测所述第二控制信号对所述第一控制回路的第二影响；并且基于所述第一设定值、所述第二设定值、所述第一反馈信号、和所述第二反馈信号来生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值以减小所述第一所预测影响和所述第二所预测影响。
在一些实施例中，所述解耦器被配置用于适配于所述第一控制回路与所述第二控制回路之间的交互水平的变化。
在一些实施例中，所述第一设定值指示所述空间的第一区域的目标温度并且所述第二设定值指示所述空间的第二区域的目标温度。
在一些实施例中，所述第一反馈信号指示所述第一区域的所测量温度并且所述第二反馈信号指示所述第二区域的所测量温度。
在一些实施例中，所述解耦器包括交叉网络，所述交叉网络被配置用于基于以下各项而生成所述第一经修改设定值：(i)根据第一主解耦系数的同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；以及(ii)根据第一交互解耦系数的同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号。所述交叉网络可以被配置用于：基于以下各项而生成所述第二经修改设定值：(i)根据第二交互解耦系数的所述第一解耦误差信号；以及(ii)根据第二主解耦系数的所述第二解耦误差信号。
在一些实施例中，所述解耦器包括：第一积分器，用于在一定时间段上根据所述第一设定值和所述第一反馈信号来执行积分；以及第二积分器，用于在所述时间段上根据所述第二设定值和所述第二反馈信号来执行积分。
在一些实施例中，所述解耦器包括：第一解耦误差检测器，用于生成同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；第一积分器，电耦合至所述第一解耦误差检测器，并且被配置用于在一定时间段上对所述第一解耦误差信号进行积分；第二解耦误差检测器，被配置用于生成同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号；以及第二积分器，电耦合至所述第二解耦误差检测器，并且被配置用于在所述时间段上对所述第二解耦误差信号进行积分。
在一些实施例中，所述解耦器包括：第一主解耦乘法器，电耦合至所述第一积分器；第一交互解耦乘法器，电耦合至所述第二积分器；第二主解耦乘法器，电耦合至所述第二积分器；以及第二交互解耦乘法器，电耦合至所述第一积分器。所述第一主解耦乘法器可以被配置用于通过将所述第一积分解耦误差信号与第一主解耦系数相乘来生成第一主倍增误差信号。所述第一交互解耦乘法器可以被配置用于通过将所述第二积分解耦误差信号与第一交互解耦系数相乘来生成第一交互倍增误差信号。所述第二主解耦乘法器可以被配置用于通过将所述第二积分解耦误差信号与第二主解耦系数相乘来生成第二主倍增误差信号。所述第二交互解耦乘法器可以被配置用于通过将所述第一积分解耦误差信号与第二交互解耦系数相乘来生成第二交互倍增误差信号。
在一些实施例中，所述解耦器包括：第一解耦加法器，电耦合至所述第一主解耦乘法器、所述第一交互解耦乘法器和所述第一控制器。所述第一解耦加法器可以被配置用于通过将所述第一主倍增误差信号、所述第一交互倍增误差信号和所述第一反馈信号相加来生成所述第一经修改设定值。在一些实施例中，所述解耦器包括：第二解耦加法器，电耦合至所述第二主解耦乘法器、所述第二交互解耦乘法器和所述第二控制器。所述第二解耦加法器可以被配置用于通过将所述第二主倍增误差信号、所述第二交互倍增误差信号和所述第二反馈信号相加来生成所述第二经修改设定值。
在一些实施例中，所述第一控制器包括：第一控制误差检测器，电耦合至所述解耦器；以及第一比例微分控制器，电耦合至所述第一控制误差检测器。所述第一控制误差检测器可以被配置用于生成同所述第一经修改设定值与所述第一反馈信号之间的第三差值相对应的第一控制误差信号。所述第一比例微分控制器可以被配置用于根据所述第一控制误差信号生成所述第一控制信号。在一些实施例中，所述第二控制器包括：第二控制误差检测器，电耦合至所述解耦器；以及第二比例微分控制器；电耦合至所述第二控制误差检测器。所述第二控制误差检测器可以被配置用于生成同所述第二经修改设定值与所述第二反馈信号之间的第四差值相对应的第二控制误差信号。第二比例微分控制器可以被配置用于根据所述第二控制误差信号生成所述第二控制信号。
在一些实施例中，所述第一反馈信号是根据所述第一控制信号和所述第二控制信号而生成的，并且，所述第二反馈信号是根据所述第一控制信号和所述第二控制信号而生成的。
在一些实施例中，所述第一控制器和所述第二控制器各自包括比例微分(PD)控制器。
本披露的另一种实施方式是一种经由第一控制回路和与所述第一控制回路交互的第二控制回路来控制空间的气候的方法。所述方法包括：由解耦器接收第一设定值、第二设定值、第一反馈信号和第二反馈信号。所述方法进一步包括：预测第一控制信号对所述第二控制回路的第一影响。所述方法进一步包括：预测第二控制信号对所述第一控制回路的第二影响。所述方法进一步包括：由所述解耦器基于所述第一设定值、所述第二设定值、所述第一反馈信号和所述第二反馈信号来生成第一经修改设定值和第二经修改设定值，以便减小所述第一所预测影响和所述第二所预测影响。所述方法进一步包括：由所述第一控制回路的电耦合至所述解耦器的第一控制器基于所述第一经修改设定值和所述第一反馈信号来生成所述第一控制信号。所述方法进一步包括：由所述第二控制回路的电耦合至所述解耦器的第二控制器基于所述第二经修改设定值和所述第二反馈信号来生成所述第二控制信号。
在一些实施例中，所述方法包括：检测所述第一控制回路与所述第二控制回路之间的交互水平的变化；以及由所述解耦器适配于所述第一控制回路与所述第二控制回路之间的所述交互水平的所述变化。
在一些实施例中，所述第一设定值指示所述空间的第一区域的目标温度并且所述第二设定值包括所述空间的第二区域的另一个目标温度。在一些实施例中，所述第一反馈信号指示所述第一区域的所测量温度并且所述第二反馈信号包括所述第二区域的所测量温度。
在一些实施例中，所述解耦器基于以下各项而生成所述第一经修改设定值：(i)根据第一主解耦系数的同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；以及(ii)根据第一交互解耦系数的同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号。在一些实施例中，所述解耦器基于以下各项而生成所述第二经修改设定值：(i)根据第二交互解耦系数的所述第一解耦误差信号；以及(ii)根据第二主解耦系数的所述第二解耦误差信号。
在一些实施例中，所述解耦器通过以下操作来生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值：生成同所述第一设定值和所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；在一定时间段上对所述第一解耦误差信号进行积分；生成同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号；以及在所述时间段上对所述第二解耦误差信号进行积分。
在一些实施例中，所述解耦器进一步通过以下操作生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值：通过将所述第一积分解耦误差信号与第一主解耦系数相乘生成第一主倍增误差信号；通过将所述第二积分解耦误差信号与第一交互解耦系数相乘来生成第一交互倍增误差信号；通过将所述第二积分解耦误差信号与第二主解耦系数相乘来生成第二主倍增误差信号；通过将所述第一积分解耦误差信号与第二交互解耦系数相乘来生成第二交互倍增误差信号；将所述第一主倍增误差信号、所述第一交互倍增误差信号和所述第一反馈信号相加来获得所述第一经修改设定值；以及将所述第二主倍增误差信号、所述第二交互倍增误差信号和所述第二反馈信号相加来获得所述第二经修改设定值。
在一些实施例中，所述第一控制器通过以下操作来生成所述第一控制信号：生成同所述第一经修改设定值与所述第一反馈信号之间的第三差值相对应的第一控制误差信号；以及由第一比例微分控制器根据所述第一控制误差信号生成所述第一控制信号。在一些实施例中，所述第二控制器通过以下操作来生成所述第二控制信号：生成同所述第二经修改设定值与所述第二反馈信号之间的第四差值相对应的第二控制误差信号；以及由第二比例微分控制器根据所述第二控制误差信号生成所述第二控制信号。
本披露的另一种实施方式是一种用于经由两个或更多个交互控制回路来控制空间的气候的系统。所述系统包括两个或更多个控制器。每一个控制器与所述交互控制回路之一相对应，并且被配置用于从所述两个或更多个交互控制回路接收用于相应控制回路的经修改设定值和反馈信号。每一个控制器被配置用于基于所述经修改设定值和所述反馈信号而生成用于所述相应控制回路的控制信号。所述系统进一步包括耦合至所述两个或更多个控制器中的每一个的解耦器。所述解耦器被配置用于：接收用于所述交互控制回路中的每一个的初始设定值和所述反馈信号；预测用于所述相应控制回路的每一个控制信号对除了所述相应控制回路之外的所述两个或更多个交互控制回路中的每一个的影响；并且基于所述初始设定值中的每一个和所述反馈信号中的每一个而生成所述经修改设定值中的每一个，以便减小每一个控制信号对其他的控制回路中的每一个的所预测影响。
附图说明
图1是根据一些实施例的配备有HVAC系统的建筑物的图示。
图2是根据一些实施例的可以用作图1的HVAC系统的一部分的水侧系统的示意图。
图3是根据一些实施例展示了可以用作图1的HVAC系统的一部分的空气侧系统的框图。
图4A是根据一些实施例的利用两个反馈回路控制两个房间的气候的HVAC系统的图示。
图4B是根据一些实施例的由于图4A的这两个房间的配置变化而彼此交互的两个反馈回路的图示。
图5A是根据一些实施例的包括图4A的两个独立的反馈回路的气候控制系统的框图。
图5B是根据一些实施例的包括图4B的两个交互反馈回路的气候控制系统的框图。
图6是根据一些实施例的包括用于改善对两个房间的气候的独立控制的解耦器的HVAC系统的图示。
图7是根据一些实施例的包括解耦器的气候控制系统的框图。
图8是根据一些实施例的图7的反馈回路控制器的框图。
图9是根据一些实施例的图7的解耦器的框图。
图10是根据一些实施例的用于实施解耦器的气候控制器的框图，所述解耦器用于改善对两个交互反馈回路的控制。
图11是根据一些实施例展示了改善对交互反馈回路的独立控制的过程的流程图。
图12是根据一些实施例的展示了图5B的气候控制系统的闭环响应的曲线图。
图13是根据一些实施例展示了图7的包括如在本文所披露的解耦器的气候控制系统的闭环响应的曲线图。
具体实施方式
概述
总体上参照附图，描述了用于改善对HVAC系统中的交互反馈回路的独立控制的系统和方法。更具体地，本披露涉及一种用于改善对交互反馈回路的控制的解耦器。
在一些实施例中，本文所披露的系统包括用于改善对交互反馈回路的独立控制以便控制不同区域的气候的解耦器。在一方面，所述解耦器接收目标设定值并且通过修改所述目标设定值来生成经修改设定值。每一个目标设定值都可以是指示对应区域的目标气候(例如，目标温度、压力或者湿度)的电信号或数据。所述解耦器预测反馈回路之间的交互，并且基于所述预测而执行对目标设定值的修改。每一个反馈回路可以包括反馈回路控制器和气候致动器(例如，加热器、冷却器、阀等等)，所述反馈回路控制器用于根据目标设定值和所感测气候(也称为“所测量气候”)来生成控制信号，并且所述气候致动器用于根据控制信号来改变对应区域中的气候。所述解耦器预测用于控制反馈回路的控制信号对另一个反馈回路的影响。此外，所述解耦器修改目标设定值以根据所预测的影响来生成经修改设定值。所述经修改设定值可以改善对不同房间中的气候的独立控制。例如，施加至第一反馈回路的第一经修改设定值以及施加至第二反馈回路的第二经修改设定值允许不论第二目标设定值如何都根据第一目标设定值来控制第一区域的气候，并且不论第一目标设定值如何都根据第二目标设定值来控制第二区域的气候。
有益地，所披露的系统提供了若干优点。在一方面，所述系统可以动态地适配于空间的配置变化。例如，当分离空间内的两个区域的墙壁被移除时，所述解耦器可以预测两个反馈回路之间的交互变化，并且根据所预测的变化来自适应地生成经修改设定值。在另一方面，所披露的系统在反馈回路之前的前端处实施解耦器，从而允许容易地与现有反馈回路或者所述反馈回路的现有部件集成。通常，反馈回路中的反馈回路控制器和气候致动器被实施在单个封装体中。通过如本文所披露的在前端处实施解耦器，可以避免对反馈回路控制器与气候致动器之间的信号或操作的任何修改。
建筑物和HVAC系统
现在参照图1至图3，根据示例性实施例，示出了可以在其中实施本披露的系统和方法的示例性HVAC系统。虽然在建筑物HVAC系统的情境中主要描述了本披露的系统和方法，但是应当理解的是，本文所描述的控制策略通常可适用于任何类型的控制系统。
具体参照图1，示出了建筑物10的透视图。建筑物10由建筑物管理系统(BMS)服务。BMS通常是被配置用于对建筑物或建筑物区域中或周围的设备进行控制、监测和管理的装置的系统。例如，BMS可以包括HVAC系统、安全系统、照明系统、火情报警系统、能够管理建筑物功能或装置的任何其他系统或其任何组合。
服务于建筑物10的BMS包括HVAC系统100。HVAC系统100可以包括被配置用于为建筑物10提供加热、冷却、通风或其他服务的多个HVAC装置(例如，加热器、冷却器、空气处理单元、泵、风扇、热能存储装置等)。例如，HVAC系统100被示出为包括水侧系统120和空气侧系统130。水侧系统120可以向空气侧系统130的空气处理单元提供加热的或冷却的液体。空气侧系统130可以使用加热的或冷却的液体来加热或冷却提供给建筑物10的气流。参照图2和图3更加详细地描述了可以在HVAC系统100中使用的示例性水侧系统和空气侧系统。
HVAC系统100被示出为包括冷却器102、锅炉104和屋顶空气处理单元(AHU)106。水侧系统120可以使用锅炉104和冷却器102来加热或冷却工作液体(例如，水、乙二醇等)并且可以使所述工作液体循环至AHU 106。在各实施例中，水侧系统120的HVAC装置可以位于建筑物10内或周围(如图1中所示出的)或位于非现场位置(诸如中央设施(例如，制冷设施、蒸汽设施、热力设施等)。可以在锅炉104中加热或在冷却器102中冷却工作液体，这取决于建筑物10中是需要加热还是冷却。锅炉104可以例如通过燃烧易燃材料(例如，天然气)或使用电加热元件来向循环的液体添加热量。冷却器102可以使循环的液体与热交换器(例如，蒸发器)中的另一种液体(例如，制冷剂)成热交换关系以从循环的液体中吸收热量。可以经由管路108将来自冷却器102和/或锅炉104的工作液体输送到AHU 106。
AHU 106可以使工作液体与穿过AHU 106的气流成热交换关系(例如，经由一级或多级冷却盘管和/或加热盘管)。气流可以是例如室外空气、来自建筑物10内的回流空气或两者的组合。AHU 106可以在气流与工作液体之间传递热量，从而为气流提供加热或冷却。例如，AHU 106可以包括被配置用于使气流通过或穿过包含工作液体的热交换器的一个或多个风扇或鼓风机。工作液体可以然后经由管路110返回至冷却器102或锅炉104。
空气侧系统130可以经由空气提供管道112将由AHU 106供应的气流(即，供应气流)递送至建筑物10并且可以经由空气回流管道114向AHU 106提供来自建筑物10的回流空气。在一些实施例中，空气侧系统130包括多个变风量(VAV)单元116。例如，空气侧系统130被示出为包括建筑物10的每一个楼层或区域上的独立VAV单元116。VAV单元116可以包括气闸或可以被操作用于控制提供给建筑物10的单独区域的供应气流的量的其他流量控制元件。在其他实施例中，空气侧系统130将供应气流递送至建筑物10的一个或多个区域中(例如，经由供应管道112)，而不使用中间VAV单元116或其他流量控制元件。AHU 106可以包括被配置成测量供应气流的属性的各种传感器(例如，温度传感器、压力传感器等)。AHU 106可以从位于AHU 106内和/或建筑物区域内的传感器接收输入并且可以调节穿过AHU 106的供应气流的流速、温度或其他属性以实现建筑物区域的设定值条件。
现在参照图2，根据示例性实施例，示出了水侧系统200的框图。在各实施例中，水侧系统200可以补充或替代HVAC系统100中的水侧系统120或者可以与HVAC系统100分开来实施。当在HVAC系统100中实施时，水侧系统200可以包括HVAC系统100中的HVAC装置的子集(例如，锅炉104、冷却器102、泵、阀等)并且可以操作用于向AHU 106提供加热的或冷却的液体。水侧系统200的HVAC装置可以位于建筑物10内(例如，作为水侧系统120的部件)或位于非现场位置(如中央设施)。
在图2中，水侧系统200被示出为具有多个子设施202至212的中央设施。子设施202至212被示出为包括：加热器子设施202、热回收冷却器子设施204、冷却器子设施206、冷却塔子设施208、热热能存储(TES)子设施210和冷热能存储(TES)子设施212。子设施202至212消耗来自公共设施资源(例如，水、天然气、电等)来服务于建筑物或校园的热能负载(例如，热水、冷水、加热、冷却等)。例如，加热器子设施202可以被配置用于在热水回路214中加热水，所述热水回路使热水在加热器子设施202与建筑物10之间循环。冷却器子设施206可以被配置用于在冷水回路216中冷却水，所述冷水回路使冷水在冷却器子设施206与建筑物10之间循环。热回收冷却器子设施204可以被配置用于将热量从冷水回路216传递到热水回路214以便提供对热水的附加加热和对冷水的附加冷却。冷凝水回路218可以从冷却器子设施206中的冷水中吸收热量并且在冷却塔子设施208中放出所述吸收的热量或将吸收到的热量传递至热水回路214。热TES子设施210和冷TES子设施212可以分别存储热和冷热能以供后续使用。
热水回路214和冷水回路216可以将加热的和/或冷却的水递送至位于建筑物10的屋顶上的空气处理器(例如，AHU 106)或建筑物10的单独层或区域(例如，VAV单元116)。空气处理器推送空气经过热交换器(例如，加热盘管或冷却盘管)，水流过所述热交换器以提供对空气的加热或冷却。可以将加热或冷却的空气递送至建筑物10的单独区域以服务于建筑物10的热能负载。水然后返回到子设施202至212以接收进一步加热或冷却。
尽管子设施202至212被示出或被描述为加热或冷却水以便循环至建筑物，但是应当理解的是，替代或除了水之外可以使用任何其他类型的工作液体(例如，乙二醇、CO2等)以服务热能负载。在其他实施例中，子设施202至212可以直接向建筑物或校园提供加热和/或冷却，而不需要中间热传递液体。对水侧系统200的这些和其他变体在本发明的教导内。
子设施202至212中的每个子设施可以包括被配置用于促进子设施的功能的各种设备。例如，加热器子设施202被示出为包括被配置成为热水回路214中的热水添加热量的多个加热元件220(例如，锅炉、电加热器等)。加热器子设施202还被示出为包括若干泵222和224，所述泵被配置用于使热水回路214中的热水循环并控制通过单独加热元件220的热水的流速。冷却器子设施206被示出为包括被配置用于除去来自冷水回路216中的冷水的热量的多个冷却器232。冷却器子设施206还被示出为包括若干泵234和236，所述泵被配置用于使冷水回路216中的冷水循环并控制通过单独冷却器232的冷水的流速。
热回收冷却器子设施204被示出为包括被配置用于将热量从冷水回路216传递至热水回路214的多个热回收热交换器226(例如，制冷电路)。热回收冷却器子设施204还被示出为包括若干泵228和230，所述泵被配置成使通过热回收热交换器226的热水和/或冷水循环并控制通过单独热回收热交换器226的水的流速。冷却塔子设施208被示出为包括被配置成除去来自冷凝水回路218中的冷凝水的热量的多个冷却塔238。冷却塔子设施208还被示出为包括若干泵240，所述泵被配置成使冷凝水回路218中的冷凝水循环并控制通过单独冷却塔238的冷凝水的流速。
热TES子设施210被示出为包括被配置用于存储热水以供稍后使用的热TES罐242。热TES子设施210还可以包括被配置用于控制流入或流出热TES罐242的热水的流速的一个或多个泵或阀。冷TES子设施212被示出为包括被配置用于存储冷水以供稍后使用的冷TES罐244。冷TES子设施212还可以包括被配置用于控制流入或流出冷TES罐244的冷水的流速的一个或多个泵或阀。
在一些实施例中，水侧系统200中的一个或多个泵(例如，泵222、224、228、230、234、236和/或240)或水侧系统200中的管道包括与其相关联的隔离阀。隔离阀可以与泵集成或定位在泵的上游或下游以控制水侧系统200中的液体流动。在各实施例中，水侧系统200可以基于水侧系统200的特定配置和水侧系统200所服务的负载的类型而包括更多、更少或不同类型的装置和/或子设施。
现在参照图3，根据示例性实施例，示出了空气侧系统300的框图。在各实施例中，空气侧系统300可以补充或替代HVAC系统100中的空气侧系统130或者可以与HVAC系统100分开来实施。当在HVAC系统100中实施时，空气侧系统300可以包括HVAC系统100中的HVAC装置的子集(例如，AHU 106、VAV单元116、管道112至114、风扇、气闸等)并且可以位于建筑物10中或周围。空气侧系统300可以操作用于使用由水侧系统200提供的加热的或冷却的液体来加热或冷却提供给建筑物10的气流。
在图3中，空气侧系统300被示出为包括节能装置类型的空气处理单元(AHU)302。节能装置类型的AHU改变空气处理单元用于加热或冷却的外部空气和回流空气的量。例如，AHU 302可以经由回流空气管道308从建筑物区域306接收回流空气304并且可以经由供应空气管道312将供应空气310递送至建筑物区域306。在一些实施例中，AHU 302是位于建筑物10的屋顶上(例如，图1中所示出的AHU 106)或者以其他方式被定位用于接收回流空气304和外部空气314的屋顶单元。AHU 302可以被配置用于操作排气闸316、混合气闸318和外部空气闸320以便控制组合形成供应空气310的外部空气314和回流空气304的量。未通过混合气闸318的任何回流空气304可以通过排气闸316从AHU 302排出为废气322。
气闸316至320中的每一个可以由致动器操作。例如，排气闸316可以由致动器324操作，混合气闸318可以由致动器326操作，并且外部空气闸320可以由致动器328操作。致动器324至328可以经由通信链路332与AHU控制器330通信。致动器324至328可以从AHU控制器330接收控制信号并且可以向AHU控制器330提供反馈信号。反馈信号可以包括例如对当前致动器或气闸位置的指示、致动器施加的转矩或力的量、诊断信息(例如，由致动器324至328执行的诊断测试的结果)、状态信息、调试信息、配置设置、校准数据和/或可以由致动器324至328收集、存储或使用的其他类型的信息或数据。AHU控制器330可以是被配置用于使用一个或多个控制算法(例如，基于状态的算法、极值搜索控制(ESC)算法、比例积分(PI)控制算法、比例-积分-微分(PID)控制算法、模型预测控制(MPC)算法、反馈控制算法等)来控制致动器324至328的节能装置控制器。
仍然参照图3，AHU 302被示出为包括冷却盘管334、加热盘管336和位于供应空气管道312内的风扇338。风扇338可以被配置用于推动供应空气310通过冷却盘管334和/或加热盘管336并且向建筑物区域306提供供应空气310。AHU控制器330可以经由通信链路340与风扇338通信以便控制供应空气310的流速。在一些实施例中，AHU控制器330通过调节风扇338的速度来控制施加到供应空气310的加热量或冷却量。
冷却盘管334可以经由管路342从水侧系统200(例如，从冷水回路216)接收冷却的液体并且可以经由管路344将冷却的液体返回至水侧系统200。可以沿着管路342或管路344定位阀346以便控制通过冷却盘管334的冷却液体的流速。在一些实施例中，冷却盘管334包括可以被独立地激活和去激活(例如，由AHU控制器330、由BMS控制器366等)以调节施加到供应空气310的冷却量的多级冷却盘管。
加热盘管336可以经由管路348从水侧系统200(例如，从热水回路214)接收加热的液体并且可以经由管路350将加热的液体返回至水侧系统200。可以沿着管路348或管路350定位阀352以便控制通过加热盘管336的加热液体的流速。在一些实施例中，加热盘管336包括可以被独立地激活和去激活(例如，由AHU控制器330、由BMS控制器366等)以调节施加到供应空气310的加热量的多级加热盘管。
阀346和352中的每一个可以由致动器控制。例如，阀346可以由致动器354控制，并且阀352可以由致动器356控制。致动器354至356可以经由通信链路358至360与AHU控制器330通信。致动器354至356可以从AHU控制器330接收控制信号并且可以向AHU控制器330提供反馈信号。在一些实施例中，AHU控制器330从定位在供应空气管道312(例如，冷却盘管334和/或加热盘管336的下游)中的温度传感器362接收供应空气温度的测量结果。AHU控制器330还可以从位于建筑物区域306中的温度传感器364接收建筑物区域306的温度测量结果。
在一些实施例中，AHU控制器330经由致动器354至356操作阀346至352以调节提供给供应空气310的加热量或冷却量(例如，从而达到供应空气310的设定值温度或者将供应空气310的温度维持在设定值温度范围内)。阀346和352的位置影响由加热盘管336或冷却盘管334提供给供应空气310的加热量或冷却量并且可以与消耗以达到期望的供应空气温度的能源量相关。AHU控制器330可以通过对盘管334至336进行激活或去激活、调整风扇338的速度或其组合来控制供应空气310和/或建筑物区域306的温度。
仍然参照图3，空气侧系统300被示出为包括BMS控制器366和客户端装置368。BMS控制器366可以包括一个或多个计算机系统(例如，服务器、监督控制器、子系统控制器等)，所述计算机系统充当空气侧系统300、水侧系统200、HVAC系统100和/或服务于建筑物10的其他可控系统的系统级控制器、应用或数据服务器、头结点或主控制器。BMS控制器366可以根据相似或不同协议(例如，LON、BACnet等)经由通信链路370与多个下游建筑物系统或子系统(例如，HVAC系统100、安全系统、照明系统、水侧系统200等)通信。在各实施例中，AHU控制器330和BMS控制器366可以是分开的(如图3中所示出的)或集成的。AHU控制器330可以是硬件模块、被配置用于由BMS控制器366的处理器执行的软件模块、或两者。
在一些实施例中，AHU控制器330从BMS控制器366接收信息(例如，命令、设定值、操作边界等)并且向BMS控制器366提供信息(例如，温度测量结果、阀或致动器位置、操作状态、诊断等)。例如，AHU控制器330可以向BMS控制器366提供来自温度传感器362至364的温度测量结果、设备开/关状态、设备操作能力和/或可以由BMS控制器366用来监测和控制建筑物区域306内的可变状态或情况的任何其他信息。
客户端装置368可以包括用于对HVAC系统100、其子系统和/或装置进行控制、查看或以其他方式交互的一个或多个人机接口或客户端接口(例如，图形用户接口、报告接口、基于文本的计算机接口、面向客户端的web服务、向web客户端提供页面的web服务器等)。客户端装置368可以是计算机工作站、客户终端、远程或本地接口或任何其他类型的用户界面装置。客户端装置368可以是固定终端或移动装置。例如，客户端装置368可以是台式计算机、具有用户接口的计算机服务器、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、PDA或任何其他类型的移动或非移动装置。客户端装置368可以经由通信链路372与BMS控制器366和/或AHU控制器330进行通信。
示例气候控制系统
参照图4A，示出了根据一些实施例的利用独立反馈回路450A、450B来控制两个房间410A、410B的气候的HVAC系统400A的图示。HVAC系统400A可以是图1的HVAC系统100。在图4A中，HVAC系统400A包括空气处理单元405、气闸420A、420B(例如，阀)、恒温器425A、425B、以及反馈回路控制器435A、435B。空气处理单元405通过共用管道408和联接至共用管道408的单独管道418A、418B向房间410A、410B供应空气。供应至房间410A的空气由包括气闸420A、恒温器425A和反馈回路控制器435A的第一反馈回路450A来控制以调整房间410A的气候。类似地，供应至房间410B的空气由包括气闸420B、恒温器425B和反馈回路控制器435B的第二反馈回路450B来控制以调整房间410B的气候。
恒温器425是一种提供相应房间410的目标设定值和反馈信号的装置。目标设定值是指示其相关联区域的目标气候(例如，目标温度、目标压力、目标湿度等)的信号或数据。反馈信号可以是指示其相关联区域的所感测气候(例如，所测量温度、所测量压力、所测量湿度等)的电信号或数据。恒温器425通过有线或无线通信链路向反馈回路控制器435提供目标设定值和反馈信号。恒温器425可以包括允许用户选择目标气候的开关、按钮、或触摸传感器集成显示器。恒温器425生成指示所选目标气候的目标设定值，并且将所述目标设定值提供给反馈回路控制器435。另外，恒温器425可以包括感测房间的某个区域的气候的一个或多个气候传感器(例如，温度传感器、压力传感器、湿度传感器等)，并且基于所感测气候生成反馈信号。恒温器425还将反馈信号提供给反馈回路控制器435。
反馈回路控制器435是从恒温器425接收目标设定值和反馈信号并且相应地控制相应房间410的气候的部件。反馈回路控制器435可以是硬件、软件、固件、或其组合。反馈回路控制器435的示例包括比例积分微分(PID)控制器和比例积分(PI)控制器。在一种实施方式中，反馈回路控制器435通过有线或无线通信链路通信地耦合至恒温器425。反馈回路控制器435可以与气闸420一起集成在单个封装体中。可替代地，反馈回路控制器435和气闸420可以在物理上分离并且通过导电电线或迹线彼此电耦合。在这种配置中，反馈回路控制器435从恒温器425接收房间410的目标设定值和反馈信号，并且基于房间410的目标设定值和反馈信号来生成用于控制气闸420的打开(关闭)量的控制信号。
图4B是由于图4A的这两个房间410A、410B的配置变化而彼此交互的两个反馈回路450A、450B的图示。两个房间410A、410B的配置可以通过修改墙壁、天花板、可移除隔断、或连接至这两个房间410A、410B的管道系统来暂时地或永久地改变。在图4B示出的示例中，空气可以穿过分离图4A中的房间410A、410B的墙壁所位于的空间进行交换。所交换的空气可以影响房间410A、410B的气候，从而引起这两个反馈回路450A、450B之间的交互。这两个反馈回路450A、450B之间的这种交互可能降低独立地控制房间410A、410B的气候的能力。
图5A示出了包括两个独立反馈回路的气候控制系统500A的示意性表示。气候控制系统500A可以是图4A的HVAC系统400A的一部分。气候控制系统500A包括第一反馈回路控制器510A、第二反馈回路控制器510B、以及包括第一主致动器乘法器G11和第二主致动器乘法器G22的致动器乘法器网络550A。在一种配置中，第一反馈回路控制器510A和第一主致动器乘法器G11形成第一反馈回路。类似地，第二反馈回路控制器510B和第二主致动器乘法器G22形成第二反馈回路。第一反馈回路接收第一目标设定值r1，并且根据所述第一目标设定值r1来改变第一反馈信号y1。类似地，第二反馈回路接收第二目标设定值r2，并且根据所述第二目标设定值r2来改变第二反馈信号y2。第一反馈信号y1可以是指示房间410A的第一区域的所感测气候(例如，所测量温度、所测量压力、或者所测量湿度)的电信号或数据，并且第二反馈信号y2可以是指示房间410B的第二区域的所感测气候的电信号或数据。如图5A中所示，第一反馈回路和第二反馈回路是彼此独立的。
第一反馈回路控制器510A接收第一目标设定值r1和第一反馈信号y1，并且根据第一目标设定值r1和第一反馈信号y1来生成第一控制信号k1。第一反馈回路控制器510A可以是图4A的反馈回路控制器435A的一部分。第一反馈回路控制器510A可以包括第一控制误差检测器520A以及耦合至第一控制误差检测器520A的第一比例积分(PI)控制器530A。
第一控制误差检测器520A接收第一目标设定值r1和第一反馈信号y1，并且基于第一目标设定值r1和第一反馈信号y1生成第一控制误差信号e1。在一方面，第一控制误差检测器520A获得第一目标设定值r1与第一反馈信号y1之间的差值，并且生成指示所述差值的第一控制误差信号e1。第一控制误差检测器520A将第一控制误差信号e1输出至第一PI控制器530A。
第一PI控制器530A接收第一控制误差信号e1，并且基于第一控制误差信号e1而生成第一控制信号k1。第一PI控制器530A包括耦合至第一控制误差检测器520A的输出端的输入端。在这种配置中，第一PI控制器530A可以基于第一控制误差信号e1的当前分量和先前分量生成第一控制信号k1。第一PI控制器530A将第一控制信号k1输出至第一主致动器乘法器G11。
第一主致动器乘法器G11表示响应于第一控制信号k1而对对应区域的气候的影响。第一主致动器乘法器G11可以与根据控制信号而改变气候的气候致动器(例如，图4A的气闸420)以及感测气候并根据所感测气候生成反馈信号的恒温器的组合相对应。例如，第一主致动器乘法器G11表示图4A的房间410A中的温度根据基于第一控制信号k1而操作的气闸420A的影响。在一方面，主致动器乘法器G11表示第一反馈信号y1是通过将第一控制信号k1与第一主致动器系数gc11相乘而获得的。第一主致动器系数gc11可以通过开环测试测量结果而获得。
第二反馈回路接收第二目标设定值r2和第二反馈信号y2，并且根据第二目标设定值r2和第二反馈信号y2而改变第二反馈信号y2。第二反馈回路包括第二反馈回路控制器510B和第二主致动器乘法器G22，这两者采用与第一反馈回路的第一反馈回路控制器510A和第一主致动器乘法器G11类似的方式进行配置和操作。因此，为了简洁起见，本文省略对这两者的详细描述。
图5B示出了包括两个交互反馈回路的气候控制系统500B的示意性表示。气候控制系统500B可以是图4B的HVAC系统400B的一部分。气候控制系统500B的部件基本上与图5A中的气候控制系统500A的部件类似，区别在于致动器乘法器网络550B进一步包括交互致动器乘法器G12和G21、以及加法器560A、560B，并且分别使用主致动器输出信号op1、op2替代主致动器乘法器G11和G22的输出。在一方面，交互致动器乘法器G12和G21以及加法器560A、560B可能不是在物理上实施的，而是对由于两个反馈回路之间的交互而对气候的影响进行建模。反馈回路之间的交互可以响应于两个房间410A、410B的配置变化而发生，如图4B中所示。如由这些附加部件所表示的这种交互可能降低反馈回路的控制性能。
交互致动器乘法器G12和加法器560A表示第二控制信号k2对第一反馈回路的影响，并且交互致动器乘法器G21和加法器560B表示第一控制信号k1对第二反馈回路的影响。例如，交互致动器乘法器G12表示通过根据第二控制信号k2来控制气闸420B而对房间410A中的温度的影响。类似地，交互致动器乘法器G21表示通过根据第一控制信号k1来控制气闸420A而对房间410B中的温度的影响。在一种方法中，交互致动器乘法器G21表示交互致动器输出信号oi2可以通过将第一控制信号k1与交互致动器系数gc21相乘来获得。类似地，交互致动器乘法器G12表示交互致动器输出信号oi1可以通过将第二控制信号k2与交互致动器系数gc12相乘来获得。加法器560A表示反馈信号y1受来自交互致动器乘法器G12的交互致动器输出信号oi1的影响。类似地，加法器560B表示反馈信号y2受来自交互致动器乘法器G21的交互致动器输出信号oi2的影响。因此，交互致动器乘法器G12和G21以及加法器560A、560B对了两个反馈回路之间的干扰进行建模。
参照图6，所展示的是根据一个或多个实施例的包括用于改善对两个房间的气候的独立控制的解耦器630的HVAC系统600的图示。HVAC系统600的配置与图4B的HVAC系统400B类似，区别在于添加了解耦器630以改善对交互反馈回路450A、450B的控制，并且使用反馈回路控制器635A、635B替代了图4B的反馈回路控制器435A、435B。具体地，解耦器630允许房间410A、410B的气候被独立地控制而不管房间410A与房间410B之间的交互。在一些实施例中，与图6中所示的不同的反馈回路或不同的部件可以包括在HVAC系统600中。此外，附加的房间和附加的反馈回路可以包括在HVAC系统600中。
在一个或多个实施例中，解耦器630是接收目标设定值和反馈信号并生成经修改设定值的部件。解耦器630可以是硬件、软件、固件、或其任何组合。在一种实施方式中，解耦器630耦合在恒温器425A、425B与反馈回路控制器635A、635B之间。在这种配置中，解耦器630从恒温器425A、425B接收目标设定值和反馈信号，修改目标设定值以获得经修改设定值，并且将所述经修改设定值提供给反馈回路控制器635A、635B。代替目标设定值，被提供给反馈回路控制器635A、635B的经修改设定值允许房间410A、410B的气候被独立地控制。在一些实施例中，解耦器630和反馈回路控制器635A、635B可以集成在一起。以下关于图7至图11提供了解耦器630的详细配置和操作。
图7示出了根据一些实施例的包括解耦器730的气候控制系统700的示意图。气候控制系统700可以是图6的HVAC系统600的一部分。在图7中，气候控制系统700包括解耦器730、反馈回路控制器740A、740B和致动器乘法器网络750。致动器乘法器网络750可以与图5B的致动器乘法器网络550相同，因此两个反馈回路之间的交互可以通过致动器乘法器网络750的交叉网络而发生。在一方面，气候控制系统700的配置与图5B的气候控制系统500B类似，区别在于添加了解耦器730，并且使用反馈回路控制器740A、740B替代了图5B的反馈回路控制器510A、510B。在这种配置中，解耦器730接收目标设定值r1、r2和反馈信号y1、y2，并且生成经修改设定值r1*、r2*。反馈回路控制器740A、740B根据经修改设定值r1*、r2*生成控制信号u1、u2。经修改设定值r1*、r2*可以使得来自致动器乘法器网络750的反馈信号y1、y2中的每一个分别取决于目标设定值r1、r2，而不取决于其他目标设定值。因此，气候控制系统700改善了对不同区域中的气候的控制，而不管交互反馈回路710A、710B。
在一个或多个实施例中，解耦器730接收目标设定值r1、r2和反馈信号y1、y2，并且基于目标设定值r1、r2和反馈信号y1、y2而生成经修改设定值r1*、r2*。在一方面，解耦器730包括预测在两个反馈回路710A、710B之间交互的交叉网络，并且根据所预测的交互来修改目标设定值r1、r2，以便将预补偿分量添加至目标设定值r1、r2。通过反馈回路控制器740A、740B施加至致动器乘法器网络750的预补偿分量允许致动器乘法器网络750就好像这两个反馈回路710A、710B之间的交互未发生一样进行操作。因此，解耦器730使得反馈信号y1能够独立于目标设定值r2，并且反馈信号y2能够独立于目标设定值r1。以下关于图8和图9提供了解耦器730的实施方式的详细描述。
虽然在图6至图7中仅示出了两个反馈回路，但是本文所描述的系统和方法可以可适用于任何数量的交互控制回路。例如，HVAC系统600可以包括两个交互控制回路、三个交互控制回路、四个交互控制回路、或更多。一般而言，HVAC系统600可以包括N个交互控制回路，其中，N≥2。
用于具有两个交互控制回路的空间的控制系统700的示例关于图7至图11进行详细描述以展示本发明的一种实施方式。在各实施例中，控制系统700可以用于解耦任何数量N的交互控制回路，或者可以作为包括采用任何配置的多于两个交互控制回路的系统的一部分来实施。
控制回路中的每一个可以包括与多个控制回路之一相对应的单独控制器。每一个控制器可以被配置用于接收来自相应解耦器的经修改设定值以及来自控制回路之一的反馈信号。每一个控制器可以基于相应控制回路的经修改设定值和反馈信号而生成相应控制回路的控制信号。
解耦器可以耦合至这两个或更多个控制器中的每一个控制器。解耦器可以从两个或更多个交互控制回路接收目标设定值和反馈信号。解耦器可以预测相应控制回路的每一个控制信号对除了所述相应控制回路之外的这两个或更多个交互控制回路中的每一个的影响，并且可以基于目标设定值中的每一个和反馈信号中的每一个生成经修改设定值中的每一个，以便减小每个控制信号对其他控制回路中的每一个的所预测影响。
图8示出了根据一些实施例的图7的反馈回路控制器740A、740B的示例示意图。反馈回路控制器740A、740B可以是图6的反馈回路控制器635A、635B。在一个实施例中，反馈回路控制器740A包括控制误差检测器810A和比例微分(PD)控制器C1'。类似地，反馈回路控制器740B包括控制误差检测器810B和PD控制器C2'。反馈回路控制器740A、740B中的部件基本上与图5A的反馈回路控制器510A、510B类似，区别在于控制误差检测器810A、810B分别接收经修改设定值r1*、r2*，并且使用PD控制器C1'、C2'替代PI控制器530A、530B。这些部件一起操作以控制反馈回路。
代替PI控制器，实施PD控制器C1'、C2'允许解耦器730在前端处被实施而不拦截反馈回路控制器740A、740B与致动器乘法器网络750之间的控制信号。具体地，在PI控制器之前实施解耦器使得静态增益为无穷大。例如，PI控制器的传递函数包括积分器1/s项，如下所示：
其中，C(s)是PI控制器的传递函数，K是比例系数，并且Ti是积分系数。在一方面，PI控制器530可以被转换成PD控制器，如下所示：
其中，C'(s)是PD控制器的传递函数。可以在解耦器730的前端处时候实施积分器1/s，从而即使在反馈回路控制器之前实施解耦器730也能避免使静态增益无穷大。
参照图9，所展示的是根据一些实施例的图7的解耦器730的示例示意图。在一个实施例中，解耦器730包括解耦误差检测器905A、905B、积分器910A、910B和交叉网络960，所述交叉网络包括主解耦乘法器T11、T22、交互解耦器乘法器T12、T21和解耦加法器930A、930B。第一解耦误差检测器905A接收目标设定值r1和反馈信号y1，并且生成误差信号e1。类似地，第二解耦误差检测器905B接收目标设定值r2和反馈信号y2，并且生成误差信号e2。积分器910A接收误差信号e1，并且生成第一积分解耦误差信号s1。类似地，第二积分器910B接收误差信号e2，并且生成第二积分解耦误差信号s2。交叉网络960接收积分解耦误差信号s1、s2和反馈信号y1、y2，并且生成经修改设定值r1*、r2*。这些部件一起操作以预测两个反馈回路之间的交互，并且将预补偿分量添加至目标设定值r1、r2，以便获得经修改设定值r1*、r2*。
第一解耦误差检测器905A接收第一目标设定值r1和第一反馈信号y1，并且基于第一目标设定值r1和第一反馈信号y1而生成第一解耦误差信号e1。在一方面，第一解耦误差检测器905A获得第一目标设定值r1与第一反馈信号y1之间的差值，并且生成指示所述差值的所述第一解耦误差信号e1。所述第一解耦误差检测器905A将第一解耦误差信号e1输出至第一积分器910A。
第一积分器910A接收第一解耦误差信号e1，并且生成第一积分解耦误差信号s1。第一积分器910A包括耦合至第一解耦误差检测器905A的输出端的输入端以及耦合至交叉网络960的输入端的输出端。在这种配置中，第一积分器910A在一定时间段上对第一解耦误差信号e1进行积分以生成第一积分解耦误差信号s1，并且将所述第一积分解耦误差信号s1提供给交叉网络960。在一方面，第一积分器910A被实施为来自等式(2)的积分器1/s项。
第二解耦误差检测器905B接收第二目标设定值r2和第二反馈信号y2，并且基于第二目标设定值r2和第二反馈信号y2而生成第二解耦误差信号e2。在一方面，第二解耦误差检测器905B获得第二目标设定值r2与第二反馈信号y2之间的差值，并且生成指示所述差值的第二解耦误差信号e2。第二解耦误差检测器905B将第二解耦误差信号e2输出至第二积分器910B。
第二积分器910B接收第二解耦误差信号e2，并且生成第二积分解耦误差信号s2。第二积分器910B包括耦合至第二解耦误差检测器905B的输出端的输入端以及耦合至交叉网络960的另一输入端的输出端。在这种配置中，第二积分器910B在一定时间段上对第二解耦误差信号e2进行积分以生成第二积分解耦误差信号s2，并且将所述第二积分解耦误差信号s2提供给交叉网络960。在一方面，第二积分器910B被实施为来自等式(2)的积分器1/s项。
交叉网络960是接收积分解耦误差信号s1、s2和反馈信号y1、y2以生成经修改设定值r1*、r2*的部件。在一种实施方式中，交叉网络960包括主解耦乘法器T11、T22、交互解耦乘法器T12、T21和解耦加法器930A、930B。在一种配置中，主解耦乘法器T11耦合在积分器910A与解耦加法器930A之间，主解耦乘法器T22耦合在积分器910B与解耦加法器930B之间，交互解耦乘法器T12耦合在积分器910B与解耦加法器930A之间，并且交互解耦乘法器T21耦合在积分器910A与解耦加法器930B之间。解耦加法器930A将反馈信号y1与来自主解耦乘法器T11和交互解耦乘法器T12的输出相加以生成经修改设定值r1*。类似地，解耦加法器930B将反馈信号y2与来自主解耦乘法器T22和交互解耦乘法器T21的输出相加以生成经修改设定值r2*。
在一个实施例中，解耦乘法器T11、T12、T21、T22各自将其输入与相应系数相乘。具体地，主解耦乘法器T11将积分解耦误差信号s1与第一主解耦系数tc11相乘以生成第一主倍增误差信号sp1作为输出。交互解耦乘法器T12将积分解耦误差信号s2与第一交互解耦系数tc12相乘以生成第一交互倍增误差信号si1作为输出。类似地，主解耦乘法器T22将积分解耦误差信号s2与第二主解耦系数tc22相乘以生成第二主倍增误差信号sp2作为输出。交互解耦乘法器T21将积分解耦误差信号s1与第二交互解耦系数tc21相乘以生成第二交互倍增误差信号si2作为输出。
解耦加法器930A、930B是将相乘的误差信号sp1、si1、si2、sp2添加至反馈信号y1、y2以获得经修改设定值r1*、r2*。在一种实施方式中，解耦加法器930A包括：用于接收第一反馈信号y1的输入端、耦合至主解耦乘法器T11的输出端的输入端、耦合至交互解耦乘法器T12的输出端的输入端、以及耦合至反馈回路控制器740A的输入端的输出端。类似地，解耦加法器930B包括：用于接收第二反馈信号y2的输入端、耦合至主解耦乘法器T22的输出端的输入端、耦合至交互解耦乘法器T21的输出端的输入端、以及耦合至反馈回路控制器740B的另一个输入端的输出端。在这种配置中，解耦加法器930A将反馈信号y1、第一主倍增误差信号sp1、以及第一交互倍增误差信号si1相加以获得第一经修改设定值r1*。类似地，解耦加法器930B将反馈信号y2、第二主倍增误差信号sp2、以及第二交互倍增误差信号si2相加以获得第二经修改设定值r2*。
在一方面，系数tc11、tc12、tc21、tc22被确定为使得当目标设定值r1、r2和反馈信号y1、y2被施加至解耦器730时两个反馈回路之间的交互可以被预测并且经修改设定值可以被生成。施加至反馈回路控制器740A、740B的经修改设定值允许目标设定值r1对第二反馈回路710B的影响以及目标设定值r2对第一反馈回路710A的影响被减小。在一种方法中，系数tc11、tc12、tc21、tc22被确定为满足以下等式：
其中，C1'(s)是图8的PD控制器C1'的传递函数，并且C2'(s)是图8的PD控制器C1'的传递函数。也就是说，系数tc11、tc12、tc21、tc22被选择为使得(i)反馈信号y1取决于解耦误差信号e1而不是解耦误差信号e2，并且(ii)反馈信号y2取决于解耦误差信号e2而不是解耦误差信号e1。具体地，系数tc11、tc12、tc21、tc22可以被选择为满足以下等式：
GC′(s)T＝diag(G)C′(s)，或者
T＝C′(s)-1G-1diag(G)C′(s) 等式(4)。
虽然图6中的HVAC系统600和图7中的气候控制系统700被示出为通过两个反馈回路控制两个区域中的气候，但在其他实施例中，根据本文所披露的原理，通过经由一个或多个解耦器修改目标设定值并且将经修改设定值施加至反馈回路来控制附加的区域。
在一些实施例中，气候控制系统700可以动态地适配于空间的配置变化。例如，气候控制系统700可以确定两个反馈回路(例如，图5B的交互致动器乘法器G12、G21)之间的交互变化。两个反馈回路之间的交互变化可以通过开环测试、闭环测试或其组合来执行。当自动检测到目标设定值的变化时、当自动检测到空间的配置变化时、当由用户手动请求时、或周期性地，气候控制系统700可以确定这两个反馈回路之间的交互变化。响应于检测到这两个反馈回路之间的交互变化，气候控制系统700可以例如根据上述等式(4)调整系数tc11、tc12、tc21tc22。
在一些实施例中，空间的配置选自一组配置，并且系数tc11、tc12、tc21、tc22根据所选配置来确定。例如，分离两个房间410A、410B的墙壁可以根据包括“完全打开(fullyopened)”、“打开一半(half way opened)”、“完全关闭(fully closed)”的选项而选择性地进行配置。在操作之前或在操作之间，反馈回路之间的交互可以针对每种配置来确定，并且可以相应地预先确定相应的一组系数tc11、tc12、tc21、tc22。此外，相应的一组系数tc11、tc12、tc21、tc22可以由存储器针对每种配置来存储。在操作期间，可以根据墙壁的所选配置(或空间的配置)来检索相应的一组系数tc11、tc12、tc21、tc22，以便实施如本文所披露的解耦器。
图10是根据一个或多个实施例的用于实施用于改善对交互的反馈回路的控制的解耦器(例如，图6的解耦器630)的气候控制器1000的框图。气候控制器1000可以是图3的AHU控制器330、或者是图3的BMS控制器366与AHU控制器330的组合。在一种配置中，气候控制器1000包括通信接口1025和处理电路1028。这些部件一起操作以实施解耦器，所述解耦器修改目标设定值来获得经修改设定值并且将经修改设定值施加至交互反馈回路以改善控制。在一些实施例中，气候控制器1000包括比图10中所示的附加的、更少的、或者不同的部件。
通信接口1025促进气候控制器1000与其他部件(例如，图6的气闸420A、420B、空气处理单元405或者恒温器425A、425B)的通信。通信模块1025可以是或者包括有线或无线通信接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。在各实施例中，经由通信接口1025进行的通信可以是直接的(例如，本地有线或无线通信)或经由通信网络(例如，WAN、互联网、蜂窝网络等)而进行的。例如，通信接口1025可以包括用于通过网络发送和接收数据的以太网/USB/RS232/RS485卡和端口。在另一个示例中，通信接口1025可以包括用于经由无线通信网络进行通信的Wi-Fi收发器。在另一个示例中，通信接口1025可以包括蜂窝或移动电话通信收发器。
处理电路1028是促进图7的解耦器730的实施的硬件电路。在一个实施例中，处理电路1028包括处理器1030、以及存储有可由处理器1030执行的指令(或程序代码)的存储器1040。在一个实施例中，由处理器1030执行的指令形成软件模块，所述软件模块包括设定值配置模块1060、反馈控制器配置模块1070、干扰建模模块1080、解耦器配置模块1090、以及解耦器实施模块1095。在其他实施例中，处理器1030和存储器1040可以被省略，并且这些模块可以通过可重新配置电路(例如，现场可编程门阵列(FPGA))、专用集成电路(ASIC)、或任何电路系统被实施为硬件模块或软件模块与硬件模块的组合。
设定值配置电路1060是获得目标设定值的部件。设定值配置模块1060可以通过通信接口1025接收不同房间的目标设定值。设定值配置模块1060可以存储所接收目标设定值，并且将所述目标设定值提供给反馈控制器配置模块1070、干扰建模模块1080、解耦器配置模块1090、以及解耦器实施模块1095。
反馈控制器配置模块1070是获得用于配置反馈回路控制器的参数的部件。反馈回路控制器可以是图7的反馈回路控制器740，所述反馈回路控制器生成用于根据用于配置反馈回路控制器的参数控制气候致动器(例如，加热器、冷却器、阀等)的控制信号。所述参数的示例包括反馈回路控制器中的部件的传递函数、增益系数等。在一种方法中，反馈控制器配置模块1070通过开环测试测量结果获得气候致动器(例如，主致动器乘法器G11和G22)的参数(例如，传递函数或增益系数，比如主致动器系数gc11、gc22)。另外，反馈控制器配置模块1070通过用户输入或者通过用于驱动气候致动器的自动化过程来获得用于配置反馈回路控制器的参数。在一方面，反馈控制器配置模块1070获得PI控制器的设计，并且将PI控制器转换成PD控制器以根据等式(2)获得参数。
干扰建模模块1080是生成反馈回路之间的交互的建模的部件。在一种方法中，干扰建模模块1080生成与独立反馈回路(例如，图5A的独立反馈回路)的第一示意性表示相对应的模型数据，并且通过将交互分量添加至第一示意性表示来生成与交互反馈回路(例如，图5B的交互反馈回路)的第二示意性表示相对应的附加模型数据。此外，干扰建模模块1080确定交互分量(例如，交互致动器乘法器G12和G21)的参数(例如，传递函数或增益系数，比如交互致动器系数gc12、gc21)。干扰建模模块1080可以通过开环测试、闭环测试或其组合来确定所述参数。干扰建模模块1080可以在自动检测到目标设定值的变化时、在由用户手动请求时、周期性地、或者其任意组合时确定所述参数。
解耦器配置模块1090确定用于配置改善对不同区域中的交互反馈回路的控制的解耦器(例如，图6的解耦器)的参数。在一种方法中，解耦器配置模块1090基于用于配置反馈回路控制器和交互反馈回路的示意性表示的交互分量的参数来确定用于配置解耦器的参数(例如，增益系数或传递函数)。具体地，解耦器配置模块1090可以根据等式(4)确定解耦器的参数，使得对于每一个区域来说，气候取决于相应的目标设定值，而不是其他目标设定值。
解耦器实施模块1095是根据由解耦器配置模块1090确定的参数来实施解耦器(例如，图6的解耦器630)的部件。解耦器实施模块1095可以生成指示解耦器的示意性表示以及用于配置解耦器的参数的模型数据(例如，网表或寄存器传送级(RTL)代码)。基于所述模型数据，解耦器实施模块1095可以在可重新配置的硬件电路上实施解耦器。例如，解耦器实施模块1095根据用于配置解耦器的参数生成如图9中所示的解耦误差检测器905、积分器910A、910B、乘法器T11、T12、T21、T22、以及解耦加法器930。可替代地，解耦器实施模块1095在软件模块上实施解耦器来执行本文所述的解耦器的功能。
图11是根据一些实施例展示了改善对交互反馈回路的独立控制的过程1100的流程图。过程1100可以由图7的解耦器730执行。在一些实施例中，过程1100可以由其他实体执行。在一些实施例中，过程1100可以包括比图11中所示的附加的、更少的、或不同的步骤。
解耦器730接收第一设定值、第二设定值、第一反馈信号和第二反馈信号(步骤1110)。第一设定值可以是指示空间的第一区域的目标气候(例如，温度、压力、湿度等)的信号或数据，并且第二设定值可以是指示所述空间的第二区域的目标气候的信号或数据。第一反馈信号可以是指示空间的第一区域的所感测气候的信号或数据，并且第二反馈信号可以是指示空间的第二区域的所感测气候的信号或数据。
解耦器730预测第一控制信号对第二反馈回路的影响以及第二控制信号对第一反馈回路的影响(步骤1120)，并且基于所预测影响生成第一经修改设定值和第二经修改设定值(步骤1130)。在一方面，解耦器730预测第一控制信号对第二反馈回路的影响以及第二控制信号对第一反馈回路的影响，并且生成预补偿分量以便通过将目标设定值和反馈信号施加至解耦器730的交叉网络来减小所预测影响。交叉网络的参数可以基于第一反馈回路与第二反馈回路之间的交互的模型来选择，如以上关于图9和等式(4)所描述的。
解耦器730向第一反馈回路控制器提供第一经修改设定值以生成第一控制信号，并且向第二反馈回路控制器提供第二经修改设定值以生成第二控制信号(步骤1140)。根据第一经修改设定值和第二经修改设定值操作的第一反馈回路控制器和第二反馈回路控制器可以减小第一控制信号对第二反馈回路的所预测影响以及第二控制信号对第一反馈回路的所预测影响。
有利地，由解耦器生成经修改设定值并根据所述经修改设定值操作反馈回路允许每一个区域的气候由对应目标设定值独立地控制，而不考虑其他目标设定值。此外，实施如本文所披露的解耦器允许在前端处实施解耦器，而不拦截反馈回路控制器与气候致动器之间的连接或信号。
现在参照图12，根据一些实施例示出了展示图5B的气候控制系统的示例闭环响应的一对曲线图1200A和1200B。曲线图1200A指示第一房间的目标温度1210A以及第一房间的所测量温度1220A。曲线图1200B指示第二房间的目标温度1210B以及第二房间的所测量温度1220B。因为有两个交互反馈回路，所以当第二房间的目标温度1210B在T1处变化时，第一房间的温度如由T1处的所测量温度1220A所指示的那样受到影响。类似地，当第一房间的目标温度1210A在T2处变化时，第二房间的温度如由在T2处的所测量温度1220B所指示的那样受到影响。
现在参照图13，根据一些实施例的展示了图7的包括如本文所披露的解耦器的气候控制系统的示例闭环响应的一对曲线图1300A和1300B。曲线图1300A指示第一房间的目标温度1210A以及第一房间的所测量温度1320A。图1300B指示第二房间的目标温度1210B以及第二房间的所测量温度1320B。尽管存在交互反馈回路，与如图12中所示的未实施解耦器时相比，通过采用所披露的解耦器减小了在T1处的第二房间的目标温度1210B的变化对第一房间的所测量温度1320A的影响。类似地，与如图12中所示的未实施解耦器时相比，通过采用所披露的解耦器减小了在T2处的第一房间的目标温度1210A的变化对第二房间的所测量温度1320B的影响。
示例性实施例的配置
如各示例性实施例中所示出的系统和方法的构造和安排仅是说明性的。尽管本披露中仅详细描述了几个实施例，但是许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、维度、结构、形状和比例、参数的值、安装安排、材料的使用、颜色、取向等的变化)。例如，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且离散元件的性质或数量或位置可以更改或变化。因此，所有这类修改旨在被包括在本披露的范围之内。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本披露范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和安排方面作出其他替代、修改、改变、和省略。
虽然如所披露的配置处于控制空间的不同区域的气候的情境下，但是本文所披露的原理可以应用于包括交互反馈回路的任何系统。例如，所述系统可以包括用于控制空间的气候的蒸气压缩循环和如在本文所披露的、在单次蒸气压缩循环内减小两个交互反馈回路之间的交互的解耦器。
本披露假设了用于完成各操作的方法、系统和任何机器可读介质上的程序产品。可以使用现有计算机处理器或由结合用于此目的或另一目的的适当系统的专用计算机处理器或由硬接线系统来实施本披露的实施例。本披露范围内的实施例包括程序产品，所述程序产品包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器存取的任何可用介质。举例来讲，这类机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置等，或者可以用来以机器可执行指令或数据结构的形式承载或存储所期望的程序代码并且可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述内容的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使得通用计算机、专用计算机或专用处理机执行特定功能或功能组的指令和数据。
尽管附图示出了指定顺序的方法步骤，但是步骤的顺序可以不同于所描绘的。还可以同时或部分同时地执行两个或更多个步骤。这种变型将取决于所选软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这种变型都在本披露的范围内。同样地，可以用具有基于规则的逻辑和用以实现各连接步骤、处理步骤、比较步骤和判定步骤的其他逻辑的标准编程技术来实现软件实施方式。

Claims (20)

1.一种经由第一控制回路和与所述第一控制回路交互的第二控制回路来控制空间的气候的系统，所述系统包括：
所述第一控制回路的第一控制器，所述第一控制器被配置用于接收第一经修改设定值和第一反馈信号，并且用于基于所述第一经修改设定值和所述第一反馈信号而生成第一控制信号；
所述第二控制回路的第二控制器，所述第二控制器被配置用于接收第二经修改设定值和第二反馈信号，并且用于基于所述第二经修改设定值和所述第二反馈信号而生成第二控制信号；以及
解耦器，耦合至所述第一控制器和所述第二控制器，所述解耦器被配置用于：
接收第一设定值、第二设定值、所述第一反馈信号和所述第二反馈信号；
预测所述第一控制信号对所述第二控制回路的第一影响；
预测所述第二控制信号对所述第一控制回路的第二影响；并且
基于所述第一设定值、所述第二设定值、所述第一反馈信号和所述第二反馈信号来生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值，以便减小所述第一所预测影响和所述第二所预测影响。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述解耦器被配置成适配于所述第一控制回路与所述第二控制回路之间的交互水平的变化。
3.如权利要求1所述的系统，其中：
所述第一设定值指示所述空间的第一区域的目标温度；并且
所述第二设定值指示所述空间的第二区域的目标温度。
4.如权利要求3所述的系统，其中：
所述第一反馈信号指示所述第一区域的所测量温度；并且
所述第二反馈信号指示所述第二区域的所测量温度。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述解耦器包括交叉网络，所述交叉网络被配置用于：
基于以下各项而生成所述第一经修改设定值：(i)根据第一主解耦系数的同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；以及(ii)根据第一交互解耦系数的与所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号；并且
基于以下各项而生成所述第二经修改设定值：(i)根据第二交互解耦系数的所述第一解耦误差信号；以及(ii)根据第二主解耦系数的所述第二解耦误差信号。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述解耦器包括：
第一积分器，用于在一定时间段上根据所述第一设定值和所述第一反馈信号来执行积分；以及
第二积分器，用于在所述时间段上根据所述第二设定值和所述第二反馈信号来执行积分。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述解耦器包括：
第一解耦误差检测器，用于生成同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；
第一积分器，电耦合至所述第一解耦误差检测器，所述第一积分器被配置用于在一定时间段上对所述第一解耦误差信号进行积分；
第二解耦误差检测器，被配置用于生成同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号；以及
第二积分器，电耦合至所述第二解耦误差检测器，所述第二积分器被配置用于在所述时间段上对所述第二解耦误差信号进行积分。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述解耦器包括：
第一主解耦乘法器，电耦合至所述第一积分器，所述第一主解耦乘法器被配置用于通过将所述第一积分解耦误差信号与第一主解耦系数相乘来生成第一主倍增误差信号；
第一交互解耦乘法器，电耦合至所述第二积分器，所述第一交互解耦乘法器被配置用于通过将所述第二积分解耦误差信号与第一交互解耦系数相乘来生成第一交互倍增误差信号；
第二主解耦乘法器，电耦合至所述第二积分器，所述第二主解耦乘法器被配置用于通过将所述第二积分解耦误差信号与第二主解耦系数相乘来生成第二主倍增误差信号；以及
第二交互解耦乘法器，电耦合至所述第一积分器，所述第二交互解耦乘法器被配置用于通过将所述第一积分解耦误差信号与第二交互解耦系数相乘来生成第二交互倍增误差信号。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述解耦器包括：
第一解耦加法器，电耦合至所述第一主解耦乘法器、所述第一交互解耦乘法器和所述第一控制器，所述第一解耦加法器被配置用于通过将所述第一主倍增误差信号、所述第一交互倍增误差信号和所述第一反馈信号相加来生成所述第一经修改设定值；以及
第二解耦加法器，电耦合至所述第二主解耦乘法器、所述第二交互解耦乘法器和所述第二控制器，所述第二解耦加法器被配置用于通过将所述第二主倍增误差信号、所述第二交互倍增误差信号和所述第二反馈信号相加来生成所述第二经修改设定值。
10.如权利要求1所述的系统，其中：
所述第一控制器包括：
第一控制误差检测器，电耦合至所述解耦器，所述第一控制误差检测器被配置用于生成同所述第一经修改设定值与所述第一反馈信号之间的第三差值相对应的第一控制误差信号；以及
第一比例微分控制器，电耦合至所述第一控制误差检测器，所述第一比例微分控制器被配置用于根据所述第一控制误差信号生成所述第一控制信号；并且所述第二控制器包括：
第二控制误差检测器，电耦合至所述解耦器，所述第二控制误差检测器被配置用于生成同所述第二经修改设定值与所述第二反馈信号之间的第四差值相对应的第二控制误差信号；以及
第二比例微分控制器，电耦合至所述第二控制误差检测器，所述第二比例微分控制器被配置用于根据所述第二控制误差信号生成所述第二控制信号。
11.如权利要求1所述的系统，其中：
所述第一反馈信号是根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成的；并且
所述第二反馈信号是根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成的。
12.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一控制器和所述第二控制器各自包括比例微分(PD)控制器。
13.一种经由第一控制回路和与所述第一控制回路交互的第二控制回路来控制空间的气候的方法，所述方法包括：
由解耦器接收第一设定值、第二设定值、第一反馈信号和第二反馈信号；
预测第一控制信号对所述第二控制回路的第一影响；
预测第二控制信号对所述第一控制回路的第二影响；
由所述解耦器基于所述第一设定值、所述第二设定值、所述第一反馈信号和所述第二反馈信号来生成第一经修改设定值和第二经修改设定值，以便减小所述第一所预测影响和所述第二所预测影响；
由所述第一控制回路的电耦合至所述解耦器的第一控制器基于所述第一经修改设定值和所述第一反馈信号来生成所述第一控制信号；以及
由所述第二控制回路的电耦合至所述解耦器的第二控制器基于所述第二经修改设定值和所述第二反馈信号来生成所述第二控制信号。
14.如权利要求13所述的方法，包括：
检测所述第一控制回路与所述第二控制回路之间的交互水平的变化；以及
由所述解耦器适配于所述第一控制回路与所述第二控制回路之间的所述交互水平的所述变化。
15.如权利要求13所述的方法，其中：
所述第一设定值指示所述空间的第一区域的目标温度，并且所述第二设定值包括所述空间的第二区域的另一个目标温度；并且
所述第一反馈信号指示所述第一区域的所测量温度，并且所述第二反馈信号包括所述第二区域的所测量温度。
16.如权利要求13所述的方法，其中：
所述解耦器基于以下各项而生成所述第一经修改设定值：(i)根据第一主解耦系数的同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；以及(ii)根据第一交互解耦系数的同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号；并且
所述解耦器基于以下各项而生成所述第二经修改设定值：(i)根据第二交互解耦系数的所述第一解耦误差信号，以及(ii)根据第二主解耦系数的所述第二解耦误差信号。
17.如权利要求13所述的方法，其中，所述解耦器通过以下操作来生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值：
生成同所述第一设定值与所述第一反馈信号之间的第一差值相对应的第一解耦误差信号；
在一定时间段上对所述第一解耦误差信号进行积分；
生成同所述第二设定值与所述第二反馈信号之间的第二差值相对应的第二解耦误差信号；以及
在所述时间段上对所述第二解耦误差信号进行积分。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述解耦器进一步通过以下操作来生成所述第一经修改设定值和所述第二经修改设定值：
通过将所述第一积分解耦误差信号与第一主解耦系数相乘来生成第一主倍增误差信号；
通过将所述第二积分解耦误差信号与第一交互解耦系数相乘来生成第一交互倍增误差信号；
通过将所述第二积分解耦误差信号与第二主解耦系数相乘来生成第二主倍增误差信号；
通过将所述第一积分解耦误差信号与第二交互解耦系数相乘来生成第二交互倍增误差信号；
将所述第一主倍增误差信号、所述第一交互倍增误差信号和所述第一反馈信号相加来获得所述第一经修改设定值；以及
将所述第二主倍增误差信号、所述第二交互倍增误差信号和所述第二反馈信号相加来获得所述第二经修改设定值。
19.如权利要求13所述的方法，其中：
所述第一控制器通过以下操作来生成所述第一控制信号：
生成同所述第一经修改设定值与所述第一反馈信号之间的第三差值相对应的第一控制误差信号；以及
由第一比例微分控制器根据所述第一控制误差信号而生成所述第一控制信号；并且
所述第二控制器通过以下操作生成所述第二控制信号：
生成同所述第二经修改设定值与所述第二反馈信号之间的第四差值相对应的第二控制误差信号；以及
由第二比例微分控制器根据所述第二控制误差信号而生成所述第二控制信号。
20.一种经由两个或更多个交互控制回路来控制空间的气候的系统，所述系统包括：
两个或更多个控制器，每一个控制器与所述交互控制回路之一相对应并且被配置用于：
从所述两个或更多个交互控制回路接收相应控制回路的经修改设定值和反馈信号；并且
基于所述经修改设定值和所述反馈信号而生成用于所述相应控制回路的控制信号；以及
解耦器，耦合至所述两个或更多个控制器中的每一个，所述解耦器被配置用于：
接收所述交互控制回路中的每一个的初始设定值和所述反馈信号；
预测用于所述相应控制回路的每一个控制信号对除了所述相应控制回路之外的所述两个或更多个交互控制回路中的每一个的影响；并且
基于所述初始设定值中的每一个和所述反馈信号中的每一个生成所述经修改设定值中的每一个，以便减小每一个控制信号对所述其他控制回路中的每一个的所预测影响。
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