一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统，涉及到室内环境控制领域。首先建立室内温度预测模型，用于预测室温。在此基础上建立代价函数，该函数在保证室内温度的同时，优化空调系统供冷量以降低系统能耗。利用粒子群算法对函数滚动寻优，使预测时域内值最小，生成供冷量的控制序列。当前时刻根据序列第一个值对各设备进行控制，在控制时域内最大程度减少超调量和保证室内温度。在下一时刻反馈室内温度纠正预测模型的偏差，保证预测准确性，重复滚动优化，增强系统稳定性。本发明专利技术区别目前的基于系统温差或压差的反馈控制室内温度方法，在改善室内热舒适性前提下降低空调系统能耗，对室内温度和供冷量都具有良好的调控品质。良好的调控品质。良好的调控品质。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统


[0001]本专利技术涉及室内环境控制领域，更具体地，涉及一种基于模型预测控制的建筑室内温度 调控方法和系统。

技术介绍

[0002]据能源机构的统计，建筑能源消耗占总能源消耗的40％，而在建筑能耗占比中，空调系 统的能耗是建筑能耗的主要部分，约占建筑总能耗50％。随着人们对建筑舒适度以及节能的 要求日益提高，如何调控空调系统在实现热舒适度的情况下，实现尽可能的节约能耗，越来 越有重要意义。
[0003]传统PID反馈控制策略存在超调量大、调节速度慢和稳定性差等缺点，并且不能平衡舒 适性和能耗。在保证未来一段时间内的人体舒适度的前提下，所需要的供冷/热量、控制策略 也是变化的，通过对控制变量滚动优化是可以实现在满足舒适度的前提下减少能耗的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出的一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统从理论上区别于目 前普遍应用的PID反馈控制方法，实现在满足室内热舒适条件下空调供/冷热量和建筑负荷的 动态匹配，取得最大限度的系统节能效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)、根据空调系统历史数据建立起建筑室内温度预测模型，计算在不同供冷量和气象预报数据条件下未来时刻的室内温度预测值；步骤(2)、在室内温度预测模型和空调系统设备性能参数的基础上建立起代价函数J(k)，该函数在保证室内温度的同时，尽可能优化空调系统的供冷量以降低系统能耗；步骤(3)、在每个控制周期内，利用智能算法对室内温度进行预测和代价函数滚动优化，使预测时域内目标函数J(k)最小，在设备性能参数约束条件下，生成供冷量设定值的控制序列，输出第一个值执行；步骤(4)、现场控制器根据该设定值对空调系统各设备进行优化控制，调节空调系统供冷量至设定值，保证在该控制时域内最大程度减少超调量和调节室内温度；步骤(5)、实时采集建筑室内温度进行反馈校正，纠正预测模型的偏差，保证预测结果准确性和增强控制系统稳定性。2.如权利要求1所述的一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统，其特征在于，所述空调系统历史数据包括供回水温度、流量、室内温度、建筑结构参数、室外干球温度、相对湿度数据和太阳辐射照度。3.如权利要求1所述的一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统，其特征在于，所述气象预报数据包括室外干球温度、相对湿度和太阳辐射照度。4.如权利要求1所述的一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统，其特征在于，所述反馈校正包括实时建筑室内温度、室外干球温度、相对湿度和太阳总辐射照度。5.如权利要求1所述的一种基于模型预测控制的建筑室内温度调控方法和系统，其特征在于，所述的室内温度预测模型采用机理方法建立，利用遗传算法和空调系统历史数据辨识模型参数a、b、c，预测模型的准确性在
±
10％以内。公式如下：y
*
(k+1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖，刘光谱，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：