[发明专利]中央空调冷冻水的模糊控制方法、装置及中央空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及中央空调智能控制节能技术领域，特别地，涉及一种中央空调冷冻水的模糊控制方法、模糊控制装置及中央空调系统。 

背景技术

目前，中央空调系统中设备的投入、电网的设计等都是按照最大负荷来设计的，因此中央空调大部分时间都处于部分负荷状态下，在实际运行中，中央空调负荷减少时并没有减少多少消耗的能量，显然这是不合理的。随着技术的进步，促进了变频器的小型化和实用化，为了降低中央空调系统的能源浪费，人们开始采用变频器来控制空调系统的水泵和风机实现节能的效果。 

传统的中央空调控制方法通过采集水循环系统的压差和温度，采用可编程序控制器(PLC)，对水泵进行PI(比例、积分)调节控制或者PID(比例、微分、积分)调节控制，以实现节能。PLC能实现简单的逻辑功能，最常见的节能控制方法有恒温差控制和恒压差控制，PLC控制方法可以达到一定的节能效果，而且PID控制原理简单、使用方便，价格也比较便宜，但其也存在一些不足： 

PI或者PID调节器最重要调节系数K_p(比例系数)、T_i(积分时间常数)、T_d(微分时间常数)只能是一个固定值，通常是在设备调试阶段，由经验丰富的调试人员手工整定的，数据一旦整定后，它就是固定不变的了，不能随着受控环境的变化而自动调整。而实际上，中央空调系统是一个时变的动态系统，其运行工况是和气候条件、建筑物材料、建筑内人流量等多种因素密不可分的，是随时变化的。因此，静态参数的控制方法并不适合于中央空调系统的节能控制。此外，PLC只能实现单参量的简单控制功能，当用于控制中央空调系统这样多参量、非线性时变高耦合复杂系统时，容易引起系统震荡，使得控制温度在较大范围内变化，及影响了系统的稳定性、又降低了空调系统的舒适性。 

针对PID控制方法的不足，有些厂家提出了一些基于人工智能技术的控制方法，其中比较有代表性的是中央空调节能模糊控制方法。该控制方法主要是模拟人类的思维模式，当一个熟练的操作工人，遇到工况变化的情况，经过自 身大脑的思维判断，给出控制量来控制系统。例如当工人发现冷冻水供回水温差小于某个设定值(系统负荷降低)，可以选择降低冷冻泵的控制频率，达到节能的效果。而当冷冻水供回水温差大于某个设定值(系统负荷增加)，则必须增加冷冻泵的控制频率，保证空调系统制冷效果。 

中央空调节能模糊控制方法主要是模拟人类的思维模式来对中央空调系统进行控制，包括了温差偏差变量模糊化、温差偏差变化率模糊化、模糊推理、模糊量清晰化处理和清晰量输出等几个主要过程。和传统PID方法相比，更加符合中央空调的复杂性、动态性和模糊性，能够实现比PID更加精准的控制效果，实现更大的节能效果。但是它也同样存在着一些不足： 

首先模糊控制方法是根据专家的丰富实践经验和思维过程构建的模糊规则，然后依此规则作为控制控制的基础，因此规则库制定方法对控制效率有着决定性作用，但是规则库的建立需要依赖大量的实践数据，从大量的应用环境中收集最有效的控制规则，但是如何评价采用的规则是最有效的，现在并没有定论。而且规则库考虑的是大多数应用的普遍性，但是每个具体应用的工况也是有所区别，因此并不能达到最优化的控制。 

此外，现有技术中的规则库几乎都是根据所谓的专家经验来制定的固定规则，而人的判断总有偏差，而且实际系统在不同的运行条件下的确需要不同的规则库，传统模糊控制器无法满足此要求。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种中央空调冷冻水的模糊控制方法、装置及中央空调系统，能够实现冷冻水侧的恒温差控制，使系统在不同的运行条件下不仅保证制冷量，且总能耗最低。 

为了解决上述问题，一方面提供了一种中央空调冷冻水的模糊控制方法，包括：采集冷冻水侧温差和温差变化率数据、模糊化处理、利用动态模糊规则库进行模糊推理、解模糊化处理、输出冷冻水泵频率控制信号等步骤，还包括：动态修正模糊规则库的步骤，具体包括： 

根据初始模糊规则库和初始概率集合输出的控制信号，计算初始制冷效率； 

随机选择所述初始规则库中的某个规则，产生该规则对应概率的修改方向，修改规则库； 

按照新规则库运行一段时间，计算现在制冷效率； 

比较所述现在制冷效率相对所述初始制冷效率是否满足一定条件；若否，根据预设修正策略修正概率，获得新的规则，返回现在制冷效率计算步骤；若是，保存预期规则库及预期概率集合。 

优选的，在所述根据初始模糊规则库和概率集合计算初始制冷效率步骤之前，还包括：