JP2019008787A - 相互作用するフィードバックループを独立に制御するためのデカップラを有するビルディング制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、参照によりその全開示を本明細書に援用する、2017年6月16日に出願された米国特許出願第15/625,605号明細書の利益および優先権を主張する。
GC’(s)T=diag(G)C’(s)、または
T=C’(s)−1G−1diag(G)C’(s) 等式(4)
様々な例示的実施形態に示したようなシステムおよび方法の構成および配置は、例示的なものにすぎない。本開示ではいくつかの実施形態のみを詳細に述べているが、多くの変更が可能である(例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状、および広さ、パラメータの値、取付け配置、材料の使用、色、向きなど)。例えば、要素の位置が逆にされてもよく、または他の形で変更されてもよく、個々の要素の性質もしくは数または位置が変化または変更されてもよい。従って、そのような変更は全て本開示の範囲内に含まれることが意図される。任意のプロセスまたは方法ステップの順序または並びは、代替実施形態に従って変更されかまたは並べ替えられてもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態の設計、動作条件、および配置について、他の置換、修正、変更、および省略が行われてもよい。
Claims (20)
- 第1の制御ループおよび前記第1の制御ループと相互作用する第2の制御ループによって空間の環境状態を制御するためのシステムであって、
前記第1の制御ループの第1の制御装置と、
前記第2の制御ループの第2の制御装置と、
前記第1の制御装置および前記第2の制御装置に結合されたデカップラと
を含み、
前記第1の制御装置は、第1の修正済み設定値および第1のフィードバック信号を受信し、前記第1の修正済み設定値および前記第1のフィードバック信号に基づいて第1の制御信号を生成するように構成され、
前記第2の制御装置は、第2の修正済み設定値および第2のフィードバック信号を受信し、前記第2の修正済み設定値および前記第2のフィードバック信号に基づいて第2の制御信号を生成するように構成され、
前記デカップラは、
第1の設定値、第2の設定値、前記第1のフィードバック信号、および前記第2のフィードバック信号を受信することと、
前記第2の制御ループに対する前記第1の制御信号の第1の効果を予測することと、
前記第1の制御ループに対する前記第2の制御信号の第2の効果を予測することと、
前記第1の設定値、前記第2の設定値、前記第1のフィードバック信号、および前記第2のフィードバック信号に基づいて前記第1の修正済み設定値および前記第2の修正済み設定値を生成して前記第1の予測される効果および前記第2の予測される効果を減らすことと
を行うように構成される、システム。 - 前記デカップラは前記第1の制御ループと前記第2の制御ループとの間の相互作用レベルの変化に適合するように構成される、請求項1のシステム。
- 前記第1の設定値は前記空間の第1の領域の目標温度を示し、
前記第2の設定値は前記空間の第2の領域の目標温度を示す、請求項1のシステム。 - 前記第1のフィードバック信号は前記第1の領域の測定温度を示し、
前記第2のフィードバック信号は前記第2の領域の測定温度を示す、請求項3のシステム。 - 前記デカップラはクロスオーバネットワークを含み、
前記クロスオーバネットワークは、
(i)第1の一次デカップリング係数による前記第1の設定値と前記第1のフィードバック信号との第1の差に対応する第1のデカップリング誤差信号、および(ii)第1の相互作用デカップリング係数による前記第2の設定値と前記第2のフィードバック信号との第2の差に対応する第2のデカップリング誤差信号に基づいて前記第1の修正済み設定値を生成することと、
(i)第2の相互作用デカップリング係数による前記第1のデカップリング誤差信号、および(ii)第2の一次デカップリング係数による前記第2のデカップリング誤差信号に基づいて前記第2の修正済み設定値を生成することと
を行うように構成される、請求項1のシステム。 - 前記デカップラは、
一定期間にわたる前記第1の設定値および前記第1のフィードバック信号に従って積分を行う第1の積分器と、
前記一定期間にわたる前記第2の設定値および前記第2のフィードバック信号に従って積分を行う第2の積分器と
を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記デカップラは、
前記第1の設定値と前記第1のフィードバック信号との第1の差に対応する第1のデカップリング誤差信号を生成するための第1のデカップリング誤差検出器と、
前記第1のデカップリング誤差検出器に電気的に結合され、一定期間にわたる前記第1のデカップリング誤差信号を積分するように構成される第1の積分器と、
前記第2の設定値と前記第2のフィードバック信号との第2の差に対応する第2のデカップリング誤差信号を生成するように構成される第2のデカップリング誤差検出器と、
前記第2のデカップリング誤差検出器に電気的に結合され、前記一定期間にわたる前記第2のデカップリング誤差信号を積分するように構成される第2の積分器と
を含む、請求項1のシステム。 - 前記デカップラは、
前記第1の積分器に電気的に結合される第1の一次デカップリング乗算器であって、前記第1の積分済みデカップリング誤差信号に第1の一次デカップリング係数を乗算することにより、第1の一次乗算済み誤差信号を生成するように構成される、第1の一次デカップリング乗算器と、
前記第2の積分器に電気的に結合される第1の相互作用デカップリング乗算器であって、前記第2の積分済みデカップリング誤差信号に第1の相互作用デカップリング係数を乗算することにより、第1の相互作用乗算済み誤差信号を生成するように構成される、第1の相互作用デカップリング乗算器と、
前記第2の積分器に電気的に結合される第2の一次デカップリング乗算器であって、前記第2の積分済みデカップリング誤差信号に第2の一次デカップリング係数を乗算することにより、第2の一次乗算済み誤差信号を生成するように構成される、第2の一次デカップリング乗算器と、
前記第1の積分器に電気的に結合される第2の相互作用デカップリング乗算器であって、前記第1の積分済みデカップリング誤差信号に第2の相互作用デカップリング係数を乗算することにより、第2の相互作用乗算済み誤差信号を生成するように構成される、第2の相互作用デカップリング乗算器と
を含む、請求項7のシステム。 - 前記デカップラは、
前記第1の一次デカップリング乗算器、前記第1の相互作用デカップリング乗算器、および前記第1の制御装置に電気的に結合される第1のデカップリング加算器であって、前記第1の一次乗算済み誤差信号、前記第1の相互作用乗算済み誤差信号、および前記第1のフィードバック信号を加算することによって前記第1の修正済み設定値を生成するように構成される、第1のデカップリング加算器と、
前記第2の一次デカップリング乗算器、前記第2の相互作用デカップリング乗算器、および前記第2の制御装置に電気的に結合される第2のデカップリング加算器であって、前記第2の一次乗算済み誤差信号、前記第2の相互作用乗算済み誤差信号、および前記第2のフィードバック信号を加算することによって前記第2の修正済み設定値を生成するように構成される、第2のデカップリング加算器と
を含む、請求項8のシステム。 - 前記第1の制御装置は、
前記デカップラに電気的に結合される第1の制御誤差検出器であって、前記第1の修正済み設定値と前記第1のフィードバック信号との第3の差に対応する第1の制御誤差信号を生成するように構成される、第1の制御誤差検出器と、
前記第1の制御誤差検出器に電気的に結合される第1の比例微分制御装置であって、前記第1の制御誤差信号に応じて前記第1の制御信号を生成するように構成される、第1の比例微分制御装置と
を含み、
前記第2の制御装置は、
前記デカップラに電気的に結合される第2の制御誤差検出器であって、前記第2の修正済み設定値と前記第2のフィードバック信号との第4の差に対応する第2の制御誤差信号を生成するように構成される、第2の制御誤差検出器と、
前記第2の制御誤差検出器に電気的に結合される第2の比例微分制御装置であって、前記第2の制御誤差信号に応じて前記第2の制御信号を生成するように構成される、第2の比例微分制御装置と
を含む、請求項1のシステム。 - 前記第1のフィードバック信号は前記第1の制御信号および前記第2の制御信号に応じて生成され、
前記第2のフィードバック信号は前記第1の制御信号および前記第2の制御信号に応じて生成される、請求項1のシステム。 - 前記第1の制御装置および前記第2の制御装置のそれぞれが比例−微分(PD)制御装置を含む、請求項1のシステム。
- 第1の制御ループおよび前記第1の制御ループと相互作用する第2の制御ループによって空間の環境状態を制御する方法であって、
第1の設定値、第2の設定値、第1のフィードバック信号、および第2のフィードバック信号をデカップラによって受信するステップと、
前記第2の制御ループに対する第1の制御信号の第1の効果を予測するステップと、
前記第1の制御ループに対する第2の制御信号の第2の効果を予測するステップと、
前記第1の設定値、前記第2の設定値、前記第1のフィードバック信号、および前記第2のフィードバック信号に基づいて第1の修正済み設定値および第2の修正済み設定値を前記デカップラによって生成して前記第1の予測される効果および前記第2の予測される効果を減らすステップと、
前記デカップラに電気的に結合される前記第1の制御ループの第1の制御装置により、前記第1の修正済み設定値および前記第1のフィードバック信号に基づいて前記第1の制御信号を生成するステップと、
前記デカップラに電気的に結合される前記第2の制御ループの第2の制御装置により、前記第2の修正済み設定値および前記第2のフィードバック信号に基づいて前記第2の制御信号を生成するステップと
を含む、方法。 - 前記第1の制御ループと前記第2の制御ループとの間の相互作用レベルの変化を検出するステップと、
前記デカップラにより前記第1の制御ループと前記第2の制御ループとの間の前記相互作用レベルの前記変化に適合するステップと
を含む、請求項13の方法。 - 前記第1の設定値は前記空間の第1の領域の目標温度を示し、
前記第2の設定値は前記空間の第2の領域の別の目標温度を含み、
前記第1のフィードバック信号は前記第1の領域の測定温度を示し、
前記第2のフィードバック信号は前記第2の領域の測定温度を含む、請求項13の方法。 - 前記デカップラは、(i)第1の一次デカップリング係数による前記第1の設定値と前記第1のフィードバック信号との第1の差に対応する第1のデカップリング誤差信号と、(ii)第1の相互作用デカップリング係数による前記第2の設定値と前記第2のフィードバック信号との第2の差に対応する第2のデカップリング誤差信号とに基づいて前記第1の修正済み設定値を生成し、
前記デカップラは、(i)第2の相互作用デカップリング係数による前記第1のデカップリング誤差信号と、(ii)第2の一次デカップリング係数による前記第2のデカップリング誤差信号とに基づいて前記第2の修正済み設定値を生成する、請求項13の方法。 - 前記デカップラは、
前記第1の設定値と前記第1のフィードバック信号との第1の差に対応する第1のデカップリング誤差信号を生成することと、
一定期間にわたる前記第1のデカップリング誤差信号を積分することと、
前記第2の設定値と前記第2のフィードバック信号との第2の差に対応する第2のデカップリング誤差信号を生成することと、
前記一定期間にわたる前記第2のデカップリング誤差信号を積分することと
により、前記第1の修正済み設定値および前記第2の修正済み設定値を生成する、請求項13の方法。 - 前記デカップラは、
前記第1の積分済みデカップリング誤差信号に第1の一次デカップリング係数を乗算することによって第1の一次乗算済み誤差信号を生成することと、
前記第2の積分済みデカップリング誤差信号に第1の相互作用デカップリング係数を乗算することによって第1の相互作用乗算済み誤差信号を生成することと、
前記第2の積分済みデカップリング誤差信号に第2の一次デカップリング係数を乗算することによって第2の一次乗算済み誤差信号を生成することと、
前記第1の積分済みデカップリング誤差信号に第2の相互作用デカップリング係数を乗算することによって第2の相互作用乗算済み誤差信号を生成することと、
前記第1の一次乗算済み誤差信号、前記第1の相互作用乗算済み誤差信号、および前記第1のフィードバック信号を加算して前記第1の修正済み設定値を得ることと、
前記第2の一次乗算済み誤差信号、前記第2の相互作用乗算済み誤差信号、および前記第2のフィードバック信号を加算して前記第2の修正済み設定値を得ることと
により、前記第1の修正済み設定値および前記第2の修正済み設定値をさらに生成する、請求項17の方法。 - 前記第1の制御装置は、
前記第1の修正済み設定値と前記第1のフィードバック信号との第3の差に対応する第1の制御誤差信号を生成することと、
前記第1の制御誤差信号に応じて前記第1の制御信号を第1の比例微分制御装置によって生成することと
により、前記第1の制御信号を生成し、
前記第2の制御装置は、
前記第2の修正済み設定値と前記第2のフィードバック信号との第4の差に対応する第2の制御誤差信号を生成することと、
前記第2の制御誤差信号に応じて前記第2の制御信号を第2の比例微分制御装置によって生成することと
により、前記第2の制御信号を生成する、請求項13の方法。 - 2つ以上の相互作用する制御ループによって空間の環境状態を制御するためのシステムであって、
各制御装置が前記相互作用する制御ループの一方に対応する2つ以上の制御装置と、
前記2つ以上の制御装置のそれぞれに結合されたデカップラと
を含み、
各制御装置は、
前記2つ以上の相互作用する制御ループから、対応する制御ループの修正済み設定値およびフィードバック信号を受信することと、
前記修正済み設定値および前記フィードバック信号に基づいて前記対応する制御ループの制御信号を生成することと
を行うように構成され、
前記デカップラは、
前記相互作用する制御ループのそれぞれについて初期設定値および前記フィードバック信号を受信することと、
前記対応する制御ループ以外の、前記2つ以上の相互作用する制御ループのそれぞれに対する前記対応する制御ループの各制御信号の効果を予測することと、
前記初期設定値のそれぞれおよび前記フィードバック信号のそれぞれに基づいて前記修正済み設定値のそれぞれを生成して、他方の制御ループのそれぞれに対する各制御信号の前記予測される効果を減らすことと
を行うように構成される、システム。
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