[发明专利]一种湿负荷未知情况下的空气处理机组控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种湿负荷未知情况下的空气处理机组控制方法及系统，涉及空气处理机组控制技术领域。其步骤包括：根据空气处理机组的工作过程确定室内环境的影响参数；结合室内环境的影响参数依据热动力学规律和物理学定律，对空气处理机组进行建模，得到空气处理机组模型；对空气处理机组模型引入增益系数处理相关未知参数；并根据处理后的空气处理机组模型设计控制器；利用控制器控制空气处理机组对室内温湿度和二氧化碳浓度进行调控。本发明通过对空气处理机组的特性进行动态分析，建立合适的物理模型，设计控制器，最终实现室内温湿度以及二氧化碳浓度的控制，解决室内湿负荷不确定情况下的空气处理机组控制问题。

技术领域

本发明涉及空气处理机组控制技术领域，尤其涉及一种湿负荷未知情况下的空气处理机组控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

暖通空调系统已广泛应用于现代建筑中，以改善室内空气质量。目前，建筑能耗约占全球能耗的40％左右，暖通空调系统占建筑能耗的50％以上。空气处理机组是暖通空调系统的末端与室内接触的部分，可以对室内温度与湿度进行调节。一个良好的空气处理机组控制策略不仅可以实现室内温湿度的控制，同时对于节能减排也有着重要意义。

空气处理机组是一个典型的多输入多输出系统，具有很强的耦合性以及非线性，传统的开关控制、PID控制目前是空气处理机组最常用的控制方法，但是其控制误差大，不能及时对室内温湿度以及二氧化碳浓度进行调节，从而导致室内热舒适性差。同时由于室内人员流动性大以及对室内环境的多变性导致室内湿负荷通常是未知的，不确定的，普通的控制方式不能实现空气处理机组良好的控制，因此设计一种在湿负荷未知情况下能够对空气处理机组进行温湿度和二氧化碳的精准控制的方法尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种湿负荷未知情况下的空气处理机组控制方法及系统，通过对空气处理机组的特性进行动态分析，建立合适的物理模型，设计控制器，最终实现室内温湿度以及二氧化碳浓度的控制，解决室内湿负荷不确定情况下的空气处理机组控制问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种湿负荷未知情况下的空气处理机组控制方法，包括以下步骤：

根据空气处理机组的工作过程确定室内环境的影响参数；

结合室内环境的影响参数依据热动力学规律和物理学定律，对空气处理机组进行建模，得到空气处理机组模型；

对空气处理机组模型引入增益系数处理相关未知参数；并根据处理后的空气处理机组模型设计控制器；

依据控制器中控制输入与相关参数的关系，调节控制输入大小，进而实现对室内温湿度以及二氧化碳浓度的控制。

进一步的，空气处理机组包括风阀、控制阀、过滤器、冷却盘管、除湿装置和供回风风机。

进一步的，室内环境的影响参数包括室内温度、送风温度、室外温度、送风流量、冷水流量、室内湿度、送风湿度、新风比、二氧化碳产生量、室外湿度、室内负载、湿负荷、空气比热、水比热、室内面积、机组面积、二氧化碳浓度和进回水温差。

进一步的，对空气处理机组模型引入增益系数处理相关未知参数；并根据处理后的空气处理机组模型设计控制器的具体步骤为：

根据空气处理机组模型设置期望湿度、期望二氧化碳浓度和期望温度；

引入增益系数并根据期望湿度、期望二氧化碳浓度和期望温度构建状态方程；

根据状态方程求解状态变量从而实现控制器设计。

更进一步的，通过反步法引入李雅普诺夫函数，以逐步的方式求解状态方程的状态变量来设计控制器。