CN110895015A - 一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统 - Google Patents

一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110895015A
CN110895015A CN201911182962.2A CN201911182962A CN110895015A CN 110895015 A CN110895015 A CN 110895015A CN 201911182962 A CN201911182962 A CN 201911182962A CN 110895015 A CN110895015 A CN 110895015A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air conditioner
fuzzy
temperature control
temperature
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911182962.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘定坤
黄文宇
黄勇
郑维朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Asia Software Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Asia Software Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Asia Software Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Asia Software Technology Co Ltd
Priority to CN201911182962.2A priority Critical patent/CN110895015A/zh
Publication of CN110895015A publication Critical patent/CN110895015A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/88—Electrical aspects, e.g. circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，包括：空调进入温度控制模式时以空调出水管与入水管的温差作为参数，进行实时比较得到系统误差e和系统误差变化率ec作为模糊控制器输入变量，通过模糊算法输出变量整定PID控制器参数中的比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi；计算整定PI调节器参数中的比例参数Kp和积分参数Ki；采用自适应模糊PID算法输出控制PWM电路的输出占空比，获得控制电流；所述控制电流控制变频器从而实现对电机的转速；所述电机包括冷冻水泵、冷却水泵以及风机的电机；根据步骤四中的实际输出值输出值驱动相应的电机转速，实现对空调温度的设置。

Description

一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及空调控制领域，具体涉及一种基于模糊自适应的空调温度控制方法。
背景技术
对于现有的中央空调控制，基本上都是设定一个用户期望的温度，然后整机按照该设定温度调节空调压缩机的运行频率、空调内机的风速等等，存在的问题是反应速度慢、滞后现象严重，这就给空调节能带来了许多困难。因此一般常采用温度PID调节，并控制中央空调的冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机，使其根据客户端需求和天气等客观因素来调节转速以达到最佳的控制效果。传统PID控制器结构简单，具有一定的鲁棒性，容易实现，稳态 误差小，控制精度高，能满足大部分工业控制的要求．但是，很多工业控制中不同程度地存在着非线性、大 滞后、参数时变性和模型的不确定性．因而，普通PID控制器难以获得满意的控制效果。。模糊控制具有动态响应特性好、被控对象不需要准确的数学模型，因此利用模糊自适应进行空调的温度的控制具有上升时间快、适应性好、鲁棒性好等的特点。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
针对上述技术问题，本发明提出一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，基于PID控制器以及模糊算法，具有上升时间快、适应性好、鲁棒性好等的特点。
2.技术方案：
一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：空调控制器根据空调温度信息，判断空调是否满足进入温度控制模式的进入条件，确定空调控制器是否需要进入温度控制模式。
步骤二：若满足空调温度控制模式进入条件，空调进入温度控制模式；以空调出水管与入水管的温差作为参数，该温差与设定的目标值进行实时比较得到系统误差e和系统误差变化率ec作为模糊控制器输入变量，通过模糊算法输出变量整定PID控制器参数中的比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi。
步骤三：利用基础PI参数Kp0、Ki0和比例参数微调值ΔKp、积分参数微调值ΔKi计算整定PI调节器参数中的比例参数Kp和积分参数Ki。
步骤四：采用自适应模糊PID算法输出控制PWM电路的输出占空比，获得控制电流；所述控制电流控制变频器从而实现对电机的转速；所述电机包括冷冻水泵、冷却水泵以及风机的电机。
步骤五：根据步骤四中的实际输出值输出值驱动相应的电机转速，实现对空调温度的设置。
进一步地，步骤一中空调控制器通过温度传感器、压力传感器、流量传感器以及湿度传感器进行采集空调的当前的具体的信息；温度控制模式进入的条件包括室温是否在预设的温度范围内，湿度是否在预设的范围内。
进一步地，定义期望温差为rin，实际温差为yout，则步骤二中温差的系统误差e＝rin-yout，系统误差变化率ec＝de/dt；模糊PID控制器的输入变量e、ec的模糊论域均设定为{-3,-2,-1,0,1,2,3}，比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi的论域分别设定为{-0.3,-0.2,-0.1,0,0.1,0.2,0.3}和{-0.06,-0.04,-0.02,0,0.02,0.04,0.06}；输入变量和输出变量论域对应的模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其中，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZO表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大；所述输入变量和输出变量均采用三角形隶属度函数，并采用重心法进行解模糊化运算。
一种基于模糊自适应的空调温度控制系统，其特征在于，应用于空调控制，通过对空调的温度信息实现对空调的电机的转速的控制。
3.有益效果：
本发明，采用参数自适应模糊 PID 控制算法，能够确保有更快，更稳定和更小的错误。
附图说明
图1为中央空调节能控制系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明。
一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：空调控制器根据空调温度信息，判断空调是否满足进入温度控制模式的进入条件，确定空调控制器是否需要进入温度控制模式。
步骤二：若满足空调温度控制模式进入条件，空调进入温度控制模式；以空调出水管与入水管的温差作为参数，该温差与设定的目标值进行实时比较得到系统误差e和系统误差变化率ec作为模糊控制器输入变量，通过模糊算法输出变量整定PID控制器参数中的比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi。
步骤三：利用基础PI参数Kp0、Ki0和比例参数微调值ΔKp、积分参数微调值ΔKi计算整定PI调节器参数中的比例参数Kp和积分参数Ki。
步骤四：采用自适应模糊PID算法输出控制PWM电路的输出占空比，获得控制电流；所述控制电流控制变频器从而实现对电机的转速；所述电机包括冷冻水泵、冷却水泵以及风机的电机。
步骤五：根据步骤四中的实际输出值输出值驱动相应的电机转速，实现对空调温度的设置。
进一步地，步骤一中空调控制器通过温度传感器、压力传感器、流量传感器以及湿度传感器进行采集空调的当前的具体的信息；温度控制模式进入的条件包括室温是否在预设的温度范围内，湿度是否在预设的范围内。
进一步地，定义期望温差为rin，实际温差为yout，则步骤二中温差的系统误差e＝rin-yout，系统误差变化率ec＝de/dt；模糊PID控制器的输入变量e、ec的模糊论域均设定为{-3,-2,-1,0,1,2,3}，比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi的论域分别设定为{-0.3,-0.2,-0.1,0,0.1,0.2,0.3}和{-0.06,-0.04,-0.02,0,0.02,0.04,0.06}；输入变量和输出变量论域对应的模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其中，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZO表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大；所述输入变量和输出变量均采用三角形隶属度函数，并采用重心法进行解模糊化运算。
一种基于模糊自适应的空调温度控制系统，其特征在于，应用于空调控制，通过对空调的温度信息实现对空调的电机的转速的控制。
如附图1 所示，中央空调系统采用温度传感器、压力传感器、流量传感器以及湿度传感器获取空调温度信息，判断是否进入空调温度判断状态。如果进入的话，系统的控制参量是温差，即中央空调水循环系统的出水管与入水管的温差．将其值与设定的目标值进行实时比较，可得到不同的偏差和偏差变化率；再经过模糊推理，获得相应的输出变量KP，KI，KD系统参数；再用其精确地控制系统输出，即控制PWM电路的输出占空比，从而得到相 应的O～20 mA控制电流，用此控制电流控制变频器，使其输出对应的 O～50 Hz的交流电源，控制电机的转速，可以使该系统同时具有模糊推 理高效迅速和PID精确输出的双重优点。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (4)

1.一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：空调控制器根据空调温度信息，判断空调是否满足进入温度控制模式的进入条件，确定空调控制器是否需要进入温度控制模式；
步骤二：若满足空调温度控制模式进入条件，空调进入温度控制模式；以空调出水管与入水管的温差作为参数，该温差与设定的目标值进行实时比较得到系统误差e和系统误差变化率ec作为模糊控制器输入变量，通过模糊算法输出变量整定PID控制器参数中的比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi；
步骤三：利用基础PI参数Kp0、Ki0和比例参数微调值ΔKp、积分参数微调值ΔKi计算整定PI调节器参数中的比例参数Kp和积分参数Ki；
步骤四：采用自适应模糊PID算法输出控制PWM电路的输出占空比，获得控制电流；所述控制电流控制变频器从而实现对电机的转速；所述电机包括冷冻水泵、冷却水泵以及风机的电机；
步骤五：根据步骤四中的实际输出值输出值驱动相应的电机转速，实现对空调温度的设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，其特征在于：步骤一中空调控制器通过温度传感器、压力传感器、流量传感器以及湿度传感器进行采集空调的当前的具体的信息；温度控制模式进入的条件包括室温是否在预设的温度范围内，湿度是否在预设的范围内。
3.根据权利要求1所述的一种基于模糊自适应的空调温度控制方法，其特征在于：定义期望温差为rin，实际温差为yout，则步骤二中温差的系统误差e＝rin-yout，系统误差变化率ec＝de/dt；模糊PID控制器的输入变量e、ec的模糊论域均设定为{-3,-2,-1,0,1,2,3}，比例参数微调值ΔKp和积分参数微调值ΔKi的论域分别设定为{-0.3,-0.2,-0.1,0,0.1,0.2,0.3}和{-0.06,-0.04,-0.02,0,0.02,0.04,0.06}；输入变量和输出变量论域对应的模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其中，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZO表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大；所述输入变量和输出变量均采用三角形隶属度函数，并采用重心法进行解模糊化运算。
4.一种基于模糊自适应的空调温度控制系统，其特征在于，应用于空调控制，执行如权利要求1至3任一项所述的基于模糊自适应的空调温度控制方法，通过对空调的温度信息实现对空调的电机的转速的控制。
CN201911182962.2A 2019-11-27 2019-11-27 一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统 Pending CN110895015A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911182962.2A CN110895015A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911182962.2A CN110895015A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110895015A true CN110895015A (zh) 2020-03-20

Family

ID=69788544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911182962.2A Pending CN110895015A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110895015A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111966138A (zh) * 2020-06-30 2020-11-20 厦门大学 一种医疗设备的高精度温控方法和系统
CN112556258A (zh) * 2020-10-09 2021-03-26 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司 一种补偿时延的热泵智能控制方法
CN112904709A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 青岛海信电子设备股份有限公司 一种空调控制方法及空调器
CN113739385A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 龙岩烟草工业有限责任公司 空调控制方法、装置和系统、存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09243144A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Noritz Corp インバータ式エアコンの制御方法
CN101737899A (zh) * 2009-12-14 2010-06-16 浙江大学 基于无线传感网的中央空调控制系统及方法
CN101881498A (zh) * 2009-05-06 2010-11-10 欧威尔空调(中国)有限公司 多联式空调系统的控制方法和系统
CN102032640A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 西安西翼智能科技有限公司 工业环境高精度空调的模糊pid控制方法及装置
CN203396032U (zh) * 2013-06-19 2014-01-15 河海大学常州校区 基于模糊自适应pid的室温控制装置
CN203628930U (zh) * 2013-10-16 2014-06-04 机械工业第四设计研究院 一种恒温恒湿空调的混合控制系统
CN109808506A (zh) * 2018-12-27 2019-05-28 江苏敏安电动汽车有限公司 基于模糊自适应pid控制的防溜坡方法、系统及电动汽车

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09243144A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Noritz Corp インバータ式エアコンの制御方法
CN101881498A (zh) * 2009-05-06 2010-11-10 欧威尔空调(中国)有限公司 多联式空调系统的控制方法和系统
CN102032640A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 西安西翼智能科技有限公司 工业环境高精度空调的模糊pid控制方法及装置
CN101737899A (zh) * 2009-12-14 2010-06-16 浙江大学 基于无线传感网的中央空调控制系统及方法
CN203396032U (zh) * 2013-06-19 2014-01-15 河海大学常州校区 基于模糊自适应pid的室温控制装置
CN203628930U (zh) * 2013-10-16 2014-06-04 机械工业第四设计研究院 一种恒温恒湿空调的混合控制系统
CN109808506A (zh) * 2018-12-27 2019-05-28 江苏敏安电动汽车有限公司 基于模糊自适应pid控制的防溜坡方法、系统及电动汽车

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111966138A (zh) * 2020-06-30 2020-11-20 厦门大学 一种医疗设备的高精度温控方法和系统
CN112556258A (zh) * 2020-10-09 2021-03-26 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司 一种补偿时延的热泵智能控制方法
CN112904709A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 青岛海信电子设备股份有限公司 一种空调控制方法及空调器
CN113739385A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 龙岩烟草工业有限责任公司 空调控制方法、装置和系统、存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110895015A (zh) 一种基于模糊自适应的空调温度控制方法及控制系统
EP3869282B1 (en) Self learning control system and method for optimizing a consumable input variable
US10352576B2 (en) Extremum-seeking control system for a chilled water plant
US10352603B2 (en) Control apparatus for cooling system
US8793003B2 (en) Controlling operations of vapor compression system
Soyguder et al. Predicting of fan speed for energy saving in HVAC system based on adaptive network based fuzzy inference system
US8825184B2 (en) Multivariable optimization of operation of vapor compression systems
US9182154B2 (en) Adaptive control of vapor compression system
CN105402860A (zh) 一种空调器自适应控制方法和系统
CN109708278B (zh) 一种压缩机差异运行的控制方法及系统
US8694131B2 (en) System and method for controlling operations of vapor compression system
CN108603709B (zh) 一种用于根据可变温度设定点来控制蒸汽压缩系统的风扇的方法
CN110285618B (zh) 一种热泵的变频控制装置与控制方法
CN105972896A (zh) 一种制冷系统的控制方法
Guay et al. A comparison of extremum seeking algorithms applied to vapor compression system optimization
CN114440409A (zh) 一种中央空调系统自适应节能控制方法
Hartman Designing efficient systems with the equal marginal performance principle
EP3098529B1 (en) Coordinated control of hvac system using aggregated system demand
JPH0581760B2 (zh)
US11815300B2 (en) Chiller system and a method for generating coordination maps for energy efficient chilled water and condenser water temperature resets in chiller plant system
CN214950836U (zh) 一种冰机冷却塔的运行控制系统
Rashid et al. Design and implementation of a fuzzy logic based controller for refrigerating systems
Qu et al. Online H∞ adaptive tuning of PI controllers for discharge air temperature system
KR100409000B1 (ko) 공기조화기의 냉방운전 제어방법
CN110168453B (zh) 用于冷水crac单元自适应pid控制

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200320

RJ01 Rejection of invention patent application after publication