[发明专利]一种基于PSO和模糊控制的隧道通风节能优化控制方法

说明书

本发明涉及一种基于PSO和模糊控制的隧道通风节能优化控制方法，首先通过PSO算法对隧道通风控制系统的模糊控制器中CO实测偏差量的变换系数θ₁和预测偏差量的变换系数θ₂进行寻优，再将传感器测得的CO实测偏差量e_CO和CO预测偏差量e'_CO输入到模糊控制器，经过论域变换(论域变换后E_CO和E'_CO的变化区间分别为[‑e_CO,e_CO]和[‑e'_CO,e'_CO])后，再建立模糊控制规则表，将模糊控制规则表输入模糊控制器，输出为隧道风机开启的台数。本发明的一种基于PSO和模糊控制的隧道通风节能优化控制方法，将粒子群优化算法与模糊控制相结合，可以对通风系统实行精细化控制，有效地降低通风系统的能耗。

技术领域

本发明属于隧道通风系统的控制技术领域，涉及一种基于PSO和模糊控制的隧道通风节能优化控制方法。

背景技术

随着我国经济的发展，道路的建设也进入了快速增长期，而隧道作为道路的一种特殊形式，也在我国的公路里程中占有一席之地，因此如何降低隧道运营过程中的能量损耗已成为了一个备受关注的课题。由于隧道的特殊结构，内部空气不流通，隧道内的各类废气会对驾驶员的健康造成损害。针对当下的能源紧缺问题，对公路的通风系统采用智能化控制已经迫在眉睫。

传统的采用模糊控制对于隧道通风系统的控制由于模糊控制输入量和输出量的论域式固定，导致缺乏控制规则，并且由于档级有限和欠缺积分环节等不足。在隧道通风控制系统实际运用中，总是难以达到理想的控制效果并且风机功耗也随之增加。而使用模糊控制相较于传统的控制方法具有以下几个特点：

(1)不需要建立繁琐的数学模型，适合对复杂并且模糊性较强的系统使用。

(2)采用模糊控制方法对于非线性系统进行设计，往往可以改善其控制效果，增强系统的鲁棒性。

(3)模糊控制采用模糊语言对控制语句进行描述，其控制关键取决于控制规则的制定。

(4)模糊控制系统的组成比较简单，算法可以通过各种软件编程。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于PSO和模糊控制的隧道通风节能优化控制方法。本发明提出了一种粒子群优化算法(Particle swarmoptimization，简称PSO)与模糊控制结合的控制方法，该控制方法可以对通风系统实行精细化控制，有效地降低通风系统的能耗。

本发明具有以下特点：

1.本发明加入了论域变换，论域变换就是根据隧道通风系统的要求，提高对于模糊规则表的利用率，改变了以往比较粗放的控制模式，优化论域的控制范围；

2.本发明使用了PSO算法对模糊控制器参数进行寻优。由于隧道通风系统具有非线性、高超调性等特点，采用PSO对最优参数进行并行搜索，能够有效的保持种群的多样性加快对于算法的收敛性，并且将PSO算法应用于隧道通风系统中控制器参数的寻优可以很好地提高系统的鲁棒性以及动态性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于PSO和模糊控制的隧道通风节能优化控制方法，首先通过PSO算法对隧道通风控制系统的模糊控制器中CO实测偏差量的变换系数θ₁和CO预测偏差量的变换系数θ₂进行寻优，再将传感器测得的CO实测偏差量e_CO和CO预测偏差量e'_CO输入到模糊控制器，经过论域变换后，建立模糊控制规则表，将模糊控制规则表输入模糊控制器，输出为隧道风机开启的台数；