CN112923525A - 机器学习型舒适节能空调智能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了机器学习型舒适节能空调智能控制方法，该方法采用深度神经网络算法构建舒适性相关参数的数据集，对所获取到的人体与环境多维度参数进行自学习训练，构建室内微环境舒适调控模型和调控机制，实现空调的自适应舒适性调控；采用深度神经网络算法构建能效相关参数的数据集，对海量数据进行自学习训练，基于长期自学习训练的数据积累，建立并根据深度神经网络模型不断优化更新压缩机频率、膨胀阀开度、风机转速与能效优化目标之间的动态控制规则，通过多参数的综合调控实现能效精准控制和最优控制；同时在模型训练初期，采用模型化鲁棒优化方法确定设备控制参数，并以此作为深度强化学习的训练目标，实现模型初始阶段学习速度的提升。

Description

机器学习型舒适节能空调智能控制方法
技术领域
本发明涉及空调控制技术，具体涉及机器学习型舒适节能空调智能控制方法。
背景技术
随着经济高速发展和人民生活水平的快速提高，人们对环境舒适性的要求也不断提高。传统空调的温湿度控制仅能满足人类最基本环境调节，忽视了人员个体差异、行为模式对舒适性的差异化要求，远未达到个体最舒适的状态；同时空调节能措施立足于硬件节能(压缩变频、高效换热器、电子膨胀阀等)，采用固定的PID控制规则对空调进行运行控制，能效无法实现在线动态优化。
现代传感技术(红外、射频定位等)的发展能够实现多维度的人体及环境感知，使得在空调中增加人体及环境感知参数，并基于人体及环境感知进行舒适性及能效调控成为可能。但增加感知参数带来了空调数据的指数级增长，现有空调的控制逻辑和控制模块简单，控制方法无法满足多维度海量数据的计算和分析要求，人工智能算法是面向多维度海量数据分析的最佳方法，通过引入机器深度智能学习算法，对空调在实际运行中多维度海量运行数据进行采集和深度自学习，控制系统可在不断地自适应优化中使空调达到舒适最佳及能效更优的状态。
发明内容
为了解决上述背景技术所存在的至少一技术问题，本发明提供了机器学习型舒适节能空调智能控制方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
机器学习型舒适节能空调智能控制方法，所述方法包括：
通过感知获取人体与环境的多维度参数；
利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成舒适性和节能控制指令；
根据控制指令来控制空调的运行，以实现用户空调舒适性和节能控制的动态优化。
进一步地，所述人体与环境的多维度参数通过射频识别器、光敏传感器、声纹传感器、红外传感器和温湿度传感器来获取，以实现从粗粒度的人员存在性、人员定位、轨迹跟踪，到细粒度的行为分析和身份识别，再到微尺度的人员体表温度、呼吸频率。
进一步地，所述利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成舒适性控制指令，舒适性控制指令包括：
采用深度神经网络算法构建舒适性相关参数的数据集，对所获取到的人体与环境多维度参数进行自学习训练；
基于深度学习框架，以人体舒适度为调控目标，利用反馈调节和多源感知数据深度训练强化学习模型，以构建灵活高效的室内微环境舒适调控模型和调控机制；
根据人员识别和热舒适度反馈，自动记忆和修正室内不同人员及在不同活动状态时的温湿度、风速、风向等控制参数，实现空调的自适应舒适性调控。
进一步地，所述利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成节能控制指令，节能控制指令包括：
采用深度神经网络算法构建能效相关参数的数据集，以空调实时运行能效为优化目标，对海量数据进行自学习训练；
基于长期自学习训练的数据积累，建立压缩机频率、膨胀阀开度、风机转速与能效优化目标之间的动态控制规则，并根据深度神经网络模型不断优化更新控制规则，通过多参数的综合调控实现能效精准控制和最优控制。
采用模型化鲁棒优化方法确定空调控制参数进一步地，所述海量数据包括室内环境参数、室外气象参数、设备运行参数、用户使用习惯数据。
进一步地，在模型训练初期，采用模型化鲁棒优化方法确定空调控制参数，并以此作为深度强化学习的训练目标，实现模型初始阶段学习速度的提升。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
(1)本发明采用深度神经网络算法构建舒适性相关参数的数据集，对所获取到的人体与环境多维度参数进行自学习训练，构建室内微环境舒适调控模型和调控机制，实现空调的自适应舒适性调控。
(2)本发明采用深度神经网络算法构建能效相关参数的数据集，对海量数据(包括室内环境参数、室外气象参数、设备运行参数、用户使用习惯等数据)进行自学习训练，基于长期自学习训练的数据积累，建立并根据深度神经网络模型不断优化更新压缩机频率、膨胀阀开度、风机转速与能效优化目标之间的动态控制规则，通过多参数的综合调控实现能效精准控制和最优控制。
(3)本发明在模型训练初期，采用模型化鲁棒优化方法确定设备控制参数，并以此作为深度强化学习的训练目标，实现模型初始阶段学习速度的提升，成功解决了原生深度强化学习方法随机搜索的“慢启动”问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的机器学习型舒适节能空调智能控制方法的流程图。
具体实施方式
实施例：
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参阅图1所示，本实施例提供的机器学习型舒适节能空调智能控制方法主要包括如下步骤：
101、通过感知获取人体与环境的多维度参数；
102、利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成舒适性和节能控制指令；
103、根据控制指令来控制空调的运行，以实现用户空调舒适性和节能控制的动态优化。
具体地，所述人体与环境的多维度参数通过射频识别器、光敏传感器、声纹传感器、红外传感器和温湿度传感器来获取，以实现从粗粒度的人员存在性、人员定位、轨迹跟踪，到细粒度的行为分析和身份识别，再到微尺度的人员体表温度、呼吸频率，从而据此优化空调工作模式，优化对象包括温湿度调节、风速、风向等。
具体地，所述利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成舒适性控制指令，舒适性控制指令包括：
采用深度神经网络算法构建舒适性相关参数的数据集，对所获取到的人体与环境多维度参数进行自学习训练；
基于深度学习框架，以人体舒适度为调控目标，利用反馈调节和多源感知数据深度训练强化学习模型，以构建灵活高效的室内微环境舒适调控模型和调控机制；
根据人员识别和热舒适度反馈，自动记忆和修正室内不同人员及在不同活动状态时的温湿度、风速、风向等控制参数，实现空调的自适应舒适性调控。
具体地，所述利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成节能控制指令，节能控制指令包括：
采用深度神经网络算法构建能效相关参数的数据集，以空调实时运行能效为优化目标，对海量数据(包括室内环境参数、室外气象参数、设备运行参数、用户使用习惯等数据)进行自学习训练；
基于长期自学习训练的数据积累，建立压缩机频率、膨胀阀开度、风机转速与能效优化目标之间的动态控制规则，并根据深度神经网络模型不断优化更新控制规则，通过多参数的综合调控实现能效精准控制和最优控制。
具体地，在模型训练初期，采用模型化鲁棒优化方法确定空调控制参数，并以此作为深度强化学习的训练目标，实现模型初始阶段学习速度的提升。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.机器学习型舒适节能空调智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：
通过感知获取人体与环境的多维度参数；
利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成舒适性和节能控制指令；
根据控制指令来控制空调的运行，以实现用户空调舒适性和节能控制的动态优化。
2.如权利要求1所述的机器学习型舒适节能空调智能控制方法，其特征在于，
所述人体与环境的多维度参数通过射频识别器、光敏传感器、声纹传感器、红外传感器和温湿度传感器来获取，以实现从粗粒度的人员存在性、人员定位、轨迹跟踪，到细粒度的行为分析和身份识别，再到微尺度的人员体表温度、呼吸频率。
3.如权利要求1或2所述的机器学习型舒适节能空调智能控制方法，其特征在于，
所述利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成舒适性控制指令，舒适性控制指令包括：
采用深度神经网络算法构建舒适性相关参数的数据集，对所获取到的人体与环境多维度参数进行自学习训练；
基于深度学习框架，以人体舒适度为调控目标，利用反馈调节和多源感知数据深度训练强化学习模型，以构建室内微环境舒适调控模型和调控机制；
根据人员识别和热舒适度反馈，自动记忆和修正室内不同人员及在不同活动状态时的控制参数，实现空调的自适应舒适性调控，所述控制参数包括温湿度、风速、风向。
4.如权利要求1或2所述的机器学习型舒适节能空调智能控制方法，其特征在于，
所述利用深度神经网络算法对所获取到的多维度参数进行机器学习训练，并生成节能控制指令，节能控制指令包括：
采用深度神经网络算法构建能效相关参数的数据集，以空调实时运行能效为优化目标，对海量数据进行自学习训练；
基于长期自学习训练的数据积累，建立压缩机频率、膨胀阀开度、风机转速与能效优化目标之间的动态控制规则，并根据深度神经网络模型不断优化更新控制规则，通过多参数的综合调控实现能效精准控制和最优控制。
5.如权利要求4所述的机器学习型舒适节能空调智能控制方法，其特征在于，所述海量数据包括室内环境参数、室外气象参数、设备运行参数、用户使用习惯数据。
6.如权利要求3或4所述的机器学习型舒适节能空调智能控制方法，其特征在于，在模型训练初期，采用模型化鲁棒优化方法确定空调控制参数，并以此作为深度强化学习的训练目标，实现模型初始阶段学习速度的提升。
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