【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及平衡调节，尤其涉及一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法。
技术介绍
1、在现代实验室环境中，维持稳定的温湿度是确保实验准确性和重复性的关键因素之一，在精确度高要求的实验中，保持稳定的温湿度是非常重要的，实验室用回风机组在此过程中扮演着至关重要的角色，其主要功能是循环室内空气，通过过滤、加热、制冷、加湿或除湿等过程调节空气的温度和湿度，以满足实验室对环境条件的严格要求。然而，由于实验活动的多样性和复杂性，以及外部环境条件的不断变化，实验室内的温湿度控制面临着极大的挑战。
2、传统的温湿度控制方法通常依赖于预设的固定参数或简单的反馈机制，缺乏对实验室内部动态变化的适应能力，例如，实验设备的运行、人员的进出、甚至外部气候条件的变化都可能对实验室内的温湿度产生显著影响。这些因素的变化往往是快速且不可预测的，使得传统控制系统难以做出及时和准确的调整，从而影响实验室环境的稳定性和实验结果的可靠性。
3、现有的温湿度控制系统往往忽视了实验室内部活动和设备使用等间接因素对温湿度的潜在影响，这限制了控制系统的效率和有效性，因此，存在一种迫切的需求，即开发一种能够实时响应实验室内部和外部变化，动态调整控制策略的温湿度控制方法，以实现更加精确和稳定的环境控制。
技术实现思路
1、基于上述目的，本专利技术提供了一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，旨在通过引入先进的动态贝叶斯网络模型，结合实验室内外的直接和间接监测数据，实现对实验室用回风机组温湿度的动态平
2、一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，包括以下步骤：
3、s1：获取直接监测数据以及间接监测数据，直接数据包括监测的实验室内部、室外以及回风机组出风口的温湿度数据，间接数据包括监测的实验室门的开关频率以及实验室设备使用状况；
4、s2：根据直接监测数据，直接调整回风机组运行参数，根据间接监测数据，通过预测模型预测实验室内部温湿度的变化趋势并进行调整；
5、s3：根据预测结果，通过控制系统动态调整回风机组的运行参数。
6、进一步的，所述回风机组的运行参数包括风量、风速和加热/制冷量。
7、进一步的，所述直接监测数据的获取包括在实验室内部、室外以及回风机组出风口处分别安装温湿度传感器，用于实时监测各自的温度和相对湿度数据；
8、将所有温湿度传感器连接至中央数据处理单元，收集和存储来自各传感器的数据，对收集到的数据进行时间戳标记，将数据实时传输至控制系统，控制系统对接收到的数据进行预设阈值范围对比，以评估是否需要调整回风机组的运行参数,预设阈值范围为理想（实际需要的基线温湿度）温湿度的±5个单位，根据直接监测数据调整的优先级高于根据间接监测数据调整。
9、进一步的，所述间接监测数据的获取包括：
10、实验室门的开关频率：在实验室的门上安装磁性传感器或红外传感器，以监测门的开关状态，实时记录每次门开和门关的时间点，计算出门的开关频率，利用安装在实验室入口处的视频监控摄像头，通过图像识别和运动检测技术分析人员进出的频率，间接反映门的开关频率。
11、实验室设备使用状况：通过将实验室设备连接到智能电源插座，实时监控各设备的电源状态（开/关），监测设备的实时能耗，用来推断设备的使用情况和工作周期，为实验设备安装iot传感器，测量和记录设备的运行参数（如温度、振动等），从而间接判断设备的使用状态。
12、进一步的，所述s2中的预测模型采用动态贝叶斯网络模型，应用动态贝叶斯网络模型预测实验室内部温湿度的变化趋势的步骤具体包括：
13、s21：定义动态贝叶斯网络模型结构，该结构包含一组节点和有向边，每个节点代表一个变量，包括实验室门的开关频率、设备使用状态，有向边表示变量之间的因果关系，定义不同时间点变量之间的关系；
14、s22：通过收集的间接监测数据，利用贝叶斯估计方法估计网络中每个条件概率分布的参数；
15、s23：将收集到的间接监测数据序列化处理，以便模型能够处理时间序列数据；
16、s24：利用训练好的动态贝叶斯网络模型进行推理，根据当前和过去的间接监测数据，计算未来时间点（或时间段）内实验室内部温湿度的概率分布，通过选择概率最高的状态或计算期望值，预测温湿度的变化趋势，进而估算温湿度变化量以及需调节量；
17、s25：随着新数据的不断收集，通过增量学习方法定期更新动态贝叶斯网络的参数，以适应环境的变化和新的观测数据，参数的更新表示为：其中，和分别表示更新前后的参数，是学习率，是损失函数，是新收集的数据，表示损失函数关于参数的梯度。
18、进一步的，所述s21中的动态贝叶斯网络模型结构由多个时间切片组成，每个时间切片包含一组节点，节点通过有向边连接，表示变量之间的因果关系，对于两个连续的时间切片和，变量间的关系通过转移概率来表示：，其中，和分别表示时间点的变量集，表示时间点的变量集，表示给定时间点的状态下，时间点状态的条件概率。
19、进一步的，所述s22中的贝叶斯估计方法包括：对于每个节点，根据其父节点的状态来估计条件概率表，基于贝叶斯估计，参数的后验分布表示为：，其中，是观测数据，是在参数下数据的似然函数，是参数的先验分布，更新每个变量的条件概率表。
20、进一步的，所述s23中的序列化处理包括：将数据划分为与动态贝叶斯网络模型结构相匹配的时间切片，对于每个时间点，数据序列表示为：
21、，其中，表示时间点的数据集，包括所有相关变量的状态。
22、进一步的，所述s24中的概率分布即进行后验概率的计算：
23、，其中，表示直到时间的所有观测数据，是转移概率，是给定观测数据时时间点状态的后验概率。
24、进一步的，所述s24中的估算温湿度变化量以及需调节量具体包括：
25、s241，计算期望值：当动态贝叶斯网络模型提供未来某一时间点或时间段内实验室温度和湿度的概率分布，通过计算分布的期望值（均值）来估算温度和湿度的预期变化量，对于温度和湿度的期望值，计算公式如下：
26、温度的期望值:；
27、湿度的期望值:；
28、其中，和分别是温度和湿度的离散值（可能值），且∈，每个取整数，表示温度的一个离散取值，∈，每个取整数，表示湿度的一个离散取值，和是离散值对应的概率；
29、s242，估算变化量：通过比较预测的期望值和基线温湿度值，估算出温湿度的变化量，设和分别表示基线温度和湿度值，则变化量表示为：
30、温度变化量:；
31、湿度变化量:；
32、s243，计算调节量：根据估算出的温湿度变化量，计算出为维持预定温湿度状态所需的调节量，考虑回风机组的效率和响应特性，设和分别表示温度和湿度控制的调本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述回风机组的运行参数包括风量、风速和加热/制冷量。
3.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述直接监测数据的获取包括在实验室内部、室外以及回风机组出风口处分别安装温湿度传感器，用于实时监测各自的温度和相对湿度数据；
4.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述间接监测数据的获取包括：
5.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述S2中的预测模型采用动态贝叶斯网络模型，应用动态贝叶斯网络模型预测实验室内部温湿度的变化趋势的步骤具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述S21中的动态贝叶斯网络模型结构由多个时间切片组成，每个时间切片包含一组节点，节点通过有向边连接，表示变量之间的因果关系，对于两个
7.根据权利要求5所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述S22中的贝叶斯估计方法包括：对于每个节点，根据其父节点的状态来估计条件概率表，基于贝叶斯估计，参数的后验分布表示为：，其中，是观测数据，是在参数下数据的似然函数，是参数的先验分布，更新每个变量的条件概率表。
8.根据权利要求5所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述S23中的序列化处理包括：将数据划分为与动态贝叶斯网络模型结构相匹配的时间切片，对于每个时间点，数据序列表示为：
9.根据权利要求5所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述S24中的概率分布即进行后验概率的计算：
10.根据权利要求5所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述S24中的估算温湿度变化量以及需调节量具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述回风机组的运行参数包括风量、风速和加热/制冷量。
3.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述直接监测数据的获取包括在实验室内部、室外以及回风机组出风口处分别安装温湿度传感器，用于实时监测各自的温度和相对湿度数据；
4.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述间接监测数据的获取包括：
5.根据权利要求1所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述s2中的预测模型采用动态贝叶斯网络模型，应用动态贝叶斯网络模型预测实验室内部温湿度的变化趋势的步骤具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种实验室用回风机组温湿度动态平衡控制方法，其特征在于，所述s21中的动态贝叶斯网络模型结构由多个时间切片组成，每个时间切片包含一组节点，节点通过有向边连接，表示变量之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：周立国，李秋实，王贺锋，李庆松，
申请(专利权)人：中发建筑技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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