[发明专利]一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法

说明书

本发明涉及一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法，包括以下步骤：S1，采集空调系统在不同工作状态下的动态数据、稳态数据以及能效数据；S2，构建所述空调系统的温度预测模型；S3，构建所述空调系统的膨胀阀的开度的能效优化函数；S4，采集当前时刻室内温度、当前时刻室外温度及当前时刻目标温度；S5，通过所述能效优化函数生成所述空调系统的膨胀阀的优化能效开度控制方案，计算所述膨胀阀优化开度，通过所述膨胀阀优化开度控制所述空调系统；S6，基于动态矩阵模型预测控制算法生成变频压缩机频率闭环控制方案，通过所述变频压缩机频率闭环控制方案计算所述空调系统的压缩机的最优频率；S7，重复步骤S4‑S7。

技术领域

本发明涉及空调系统优化领域，具体指有一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法。

背景技术

高精密实验室是进行微观尺度科研、加工的重要场所，而亚微米尺度乃至纳米尺度的科学研究对测试环境极为敏感，外界的温度扰动可能直接影响材料的制备甚至测量结果。为保证微观尺度下实验的精密性，我们需要控制高精密实验室室内温度达到极高的精度和稳定性。

当前空调系统的控制方法主要以比例－积分－微分(PID)控制方法、开关控制方法、基于规则的控制方法为主，控制要点在于室内舒适度与能耗水平，尚未达到高精密实验的控制性能需求，同时这些方法缺乏对干扰、大时滞的抑制，同时控制量存在较大波动，难以将室内温度精确控制在目标温度，且面对大的干扰时，容易产生较长时间的振荡，因此不符合高精密实验室空调系统的要求。而目前应用于高精密实验室空调系统的控制仅仅考虑到实验室内温度的稳定，尚未充分考虑能耗优化问题。因此改变空调系统的控制方法，对于营造高精密实验室理想环境，同时节省空调系统能耗，具有重要意义。

针对上述的现有技术存在的问题设计一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法是本发明研究的目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法，能够有效解决上述现有技术存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法，包括以下步骤：

S1，采集空调系统在不同工作状态下的动态数据、稳态数据以及能效数据；

S2，根据所述动态数据、所述稳态数据构建所述空调系统的温度预测模型；

S3，根据所述动态数据、所述稳态数据以及所述能效数据，构建所述空调系统的膨胀阀的开度的能效优化函数；

S4，采集当前时刻室内温度、当前时刻室外温度及当前时刻目标温度；

S5，根据所述当前时刻室内温度、所述当前时刻室外温度及所述当前时刻目标温度，通过所述能效优化函数生成所述空调系统的膨胀阀的优化能效开度控制方案，计算所述膨胀阀优化开度，通过所述膨胀阀优化开度控制所述空调系统；

S6，基于动态矩阵模型预测控制算法生成变频压缩机频率闭环控制方案，根据所述当前时刻室内温度、所述当前时刻室外温度增量、所述当前时刻目标温度、温度预测向量、室内热负荷增量及所述膨胀阀优化开度，通过所述变频压缩机频率闭环控制方案计算所述空调系统的压缩机的最优频率；

S7，重复步骤S4－S6，实时在线调节所述空调系统。

进一步地，所述根据所述动态数据、所述稳态数据构建所述空调系统的温度预测模型包括：

所述动态数据、所述稳态数据至少包括室内温度响应数据；