变风量空调系统末端的模糊神经网络控制研究

针对目前传统PID控制对模型依赖性强,难以在线调整,对具有非线性和不确定性的变风量(VAV)空调系统的控制动态性能差的特点,提出将模糊神经网络应用于该系统.建立了模糊神经网络控制器,基于变风量空调系统末端装置的数学模型进行了仿真研究.结果表明,该控制策略比传统PID控制更适合于VAV系统,控制系统具有更好的鲁棒性和自适应能力,可以取得更优的动态性能.     

办公建筑用电设备末端节能控制系统设计

随着建筑面积不断增加,人们对室内环境要求日益增强,建筑用电能耗也随之增加.办公建筑中设备末端节能控制设计是减少用电能耗浪费的重要途径和内容.系统结合办公特点、实际需求和室内动态环境,将室内温度、光照度、室内有无人员存在作为主要控制参数,结合办公作息时间表并考虑加班等特殊影响因素,对室内照明、办公插座以及空调等用电设备进行了节能控制设计;同时,系统设置通讯接口,实现数据外传功能,进而对接能耗监测平台.结果表明：在满足办公人员对舒适度要求的前提下,能最大限度的提高建筑用电能效比具有一定的社会和环境效益,开发前景较好.     

基于蚁群算法的变风量空调控制的仿真

针对VAV空调系统中PID参数优化困难的问题,在变风量(VAV)空调系统房间数学模型的基础上,提出了基于蚁群算法PID控制策略,并将常规PID控制策略和基于蚁群算法的PID控制策略在MATLAB/Simulink仿真环境中进行数字仿真对比.结果表明,基于蚁群算法PID控制策略可使系统动态特性得到较大改善.     

窗墙比和体形系数对建筑全年动态负荷的影响

以济南某学校办公建筑为研究对象,运用DeST-c动态负荷模拟软件对该建筑的全年总能耗进行了模拟,研究了窗墙比、体形系数和朝向对全年总能耗的影响;分析了相同朝向和相同窗墙比的条件下体形系数对能耗的影响;阐明了在体形系数一定、朝向一定时建筑全年总能耗随着窗墙比的变化趋势.结果表明:三者中窗墙比对建筑的全年能耗影响最大,并且成正比关系.     

移动机器人模糊PID运动控制技术研究

针对轮式移动机器人系统的非线性和常规PID控制方法的不足,将模糊推理与常规PID控制相结合,设计了一种基于参数自整定的模糊PID运动控制系统,给出了参数自整定规律,给出了以参数分配器实现移动机器人线速度和角速度的双闭环控制方法.在自行研制的移动机器人上进行了运动控制实验研究.结果表明,该运动控制系统比常规PID控制方法相比的机器人响应速度快,线速度和角速度控制的超调量及稳态误差等控制品质得到了明显改善,同时该运动控制系统具有较强的抗干扰能力.     

模糊Smith-PID控制器在空调房间温控系统中的应用

为了解决变风量(VAV)空调房间温度控制系统中非线性、滞后等缺点,采用一种模糊Smith-PID控制策略,通过水域温度控制实验进行验证,并与常规Smith算法在不同温度下的稳定性、鲁棒性等进行比较研究,同时论证了模糊Smith-PID控制算法在空调房间温控系统中的实用性和有效性.实验结果表明,模糊Smith-PID控制算法可使温度控制精度在±0.5 ℃,验证了该算法的优越性.     

建筑外百叶最佳固定倾角与动态百叶节能潜力

旨在探索遮阳外百叶的最佳固定倾角以及分析外部动态百叶窗对建筑能耗的影响.使用模拟分析软件Energy-plus建立了上海某遮阳建筑的模拟分析模型,模拟分析在19种不同百叶倾角下(5°～175°)的建筑全年照明能耗和空调能耗;结果表明,东、西向房间采用水平百叶,固定倾角为45°时全年综合能耗最低,南向房间采用水平百叶,最佳倾角为55°,而北向采用竖直百叶,最佳倾角为65°;采用逐时最大或最小外窗得热量和综合能耗最低对应的百叶倾角作为动态百叶的倾角,得到动态百叶倾角时间表,进行模拟得到动态百叶的全年综合能耗,与最佳固定倾角相比,动态百叶进一步挖掘了遮阳系统的节能潜力,尤其是北向竖直百叶,节能率提高44%.     

苏北地区既有住宅建筑节能改造技术研究

针对苏北地区既有住宅建筑能耗普遍较大问题,对该地区气候特征、建筑热环境、既有建筑围护结构的热工性能进行了分析研究,构建了既有建筑节能改造新体系的系统结构.通过热工测试取得了室内温度对比数值,对热源及室内外供热系统改造提出了改进设想,并制定了既有住宅建筑节能改造的技术措施.研究结果表明,既有建筑节能改造的总节能率达59%,用于节能改造的投入控制在现时同类建筑造价的9%以内,为既有建筑节能改造奠定了重要基础.     

人员热适应对住宅全年供暖、供冷需求影响——以重庆为例

为研究住宅建筑中人员适应性调节及热舒适需求动态变化对其全年建筑供暖、供冷能耗影响,首先通过分析夏热冬冷地区典型城市-重庆住宅全年热环境调研数据（样本量2 151份）,揭示了居民全年舒适温度随室外温度呈S型变化特性,进而得到了基于人员适应性和动态热舒适的住宅全年供暖、供冷起止时间和动态温度设计参数。结合EnergyPlus建立了典型样本建筑模型（三人户,建筑面积105 m²）,分析了在执行JGJ134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》基础上,基于人员热适应和温度动态调节下的住宅全年供暖、供冷节能潜力。模拟结果表明：住宅全年自然通风情况下室内热环境处于舒适区间（18～26℃）的比例仅占32.2%,采用传统供暖、供冷设定温度（18～26℃）下住宅全年舒适小时比例增加至62.87%,而基于人员适应性的供暖、供冷温度动态调节下舒适比例进一步增加5.45%;采用传统温度设计下住宅全年供暖、供冷单位面积能耗分别约为8.93、17.18 kWh/m²,相比采用温度动态调节下全年单位面积供暖、供冷能耗显著降低,分别为7.78、12.96 kWh/m...     

混联式混合动力系统多能源综合控制策略

为实现混合动力车辆的能源管理与控制,针对混联式混合动力系统设计了基于分层结构的多能源综合控制策略.该策略将混合动力控制逻辑划分为决策层、中间层与伺服层:决策层确定系统总功率需求与控制模式;中间层进行功率分配并确定各部件稳态控制目标;伺服层根据控制品质要求确定动态过程瞬时控制目标.开发多能源综合控制器ECU软硬件,并对硬件在环仿真平台上进行典型工况测试.测试结果表明,设计的混联式混合动力系统多能源综合控制策略实现了混合动力车辆的能量管理与控制,发动机工作点得到优化配置,提高了燃油经济性.控制策略的分层结构设计方法,使控制逻辑更为简明、清晰,同时兼顾了功率流的优化配置与动态过程的品质控制要求.     

基于蚁群算法的变风量空调室温控制研究

在变风量空调系统中,采用总风量控制方式改变空调区域送风量以满足人们的舒适性要求.针对常规PID控制参数优化困难的问题,提出了采用蚁群算法对风机变频调速和室内温度控制环节中的PID控制优化,并将常规PID控制和基于蚁群算法的PID控制在MATLAB仿真环境中进行仿真对比.通过对比结果表明,基于蚁群算法的PID控制策略能使系统的动态稳定性得到较大的改善.     

基于改进的粒子群PID控制在变风量系统中的应用

目的研究变风量空调系统温度-风量PID控制器的整定方法,利用粒子群算法的特点设计一种较为高效、稳定的自适应控制器.方法以常规PID控制方法的整定结果作为参考,选择PID参数的取值区间,选取种群数量、维数、最大寻优速度、收缩因子等粒子群内部参量,根据粒子群的演化规则自动完成最优控制.结果采用引入收缩因子的粒子群PID自适应控制器时,系统的调节时间约为常规控制方法的50%,超调量减少了约75%.且动态过程快速而平稳;而当系统突加阶跃扰动时,粒子群PID自适应控制器的调节时间及超调量均约为常规控制方法的50%,系统控制品质得到了较大的改善.结论仿真结果表明,采用上述自适应控制器后,空调房间的温度调节过程加快,室内外干扰因素对房间温度的影响明显降低,整个系统体现了良好的动态性能及较强的鲁棒性.     

基于RBF预测的模糊神经变风量空调控制

目的为提高变风量空调系统的动态控制性能,提出基于预测的模糊神经网络控制方法.方法通过模糊神经控制器对输入输出量进行控制,预测器进行控制参数预测,比较实际控制量与预测量来进行实时控制和调整参数,从而达到预期的控制效果.结果仿真试验表明,该方法控制动态响应快,超调小、控制精度高,具有良好的动态性能和稳态性能.结论所提出的控制方法能有效地提高了变风量空调系统的动态性能,并由仿真结果验证了其有效性.     

VAV空气处理机组故障检测与诊断方法及应用

针对变风量空气处理机组故障,考虑到变风量空调系统的动态性,给出了一种变风量空气处理机组故障检测与诊断方法.残差累积和(cumlative sum,CUSUM)控制图被用于检测空气处理机组故障,残差CUSUM控制图不仅可很好地适应变风量空调系统的动态性,还可消除数据自相关性对控制图性能的不利影响,有助于提高故障检测的准确性.根据质量守恒、能量守恒和控制原理,设计了3个基于规则的故障分类器,可用于寻找故障源.该故障检测与诊断方法在实际建筑中进行了在线应用,利用多种变风量空气处理机组故障验证了故障诊断方法的有效性和可靠性.     

Generation of electricity from CO_2 mineralization: Principle and realization

Current CO2 reduction and utilization technologies suffer from high energy consuming. Thus, an energy favourable route is in urgent demanding. CO2 mineralization is theoretically an energy releasing process for CO2 reduction and utilization, but an approach to recovery this energy has so far remained elusive. For the first time, here we proposed the principle of harvesting electrical energy directly from CO2 mineralization, and realized an energy output strategy for CO2 utilization and reduction via a CO2-mineralization fuel cell(CMFC) system. In this system CO2 and industrial alkaline wastes were used as feedstock, and industrial valuable Na HCO3 was produced concomitantly during the electricity generation. The highest power density of this system reached 5.5 W/m2, higher than many microbial fuel cells. The maximum open circuit voltage reached 0.452 V. Moreover, this system was demonstrated viable to low concentration CO2(10%) and other carbonation process. Thus, the existing of an energy-generating and environmentally friendly strategy to utilize CO2 as a supplement to the current scenario of CO2 emission control has been demonstrated.     

建立变风量空调房间仿真模型的一种简便方法

变风量空调房间是一个复杂的热力系统,室内温度参数受多种因素的影响.通过分析变风量空调系统空调房间的特性,在定风量房间模型的基础上推导出变风量送风方式下空调房间的数学模型,并利用Matlab软件中的Simulink工具箱建立其仿真模型.通过与以前建立的仿真模型进行比较,证明本文所建模型的优越性.     

组合变风量空调系统研究

对中国8个典型气候条件下大型商场空调负荷及室外空气焓值的分析表明,在过渡期相当长的一段时期内,室外空气焓值低于室内时,因无法加大新风量,只好使用制冷机冷却空气．采用加大不经热湿处理的新风并与回风分别设计成独立的子系统而构成组合式变风量空调系统CVAV,并以人体舒适指标PPD为依据,计算了8种气候条件下系统所需的最大和最小风量．按回风系统为CAV或VAV,新风系统为VAV CAV或VAV VAV等组合计算得出,与现有定风量系统相比,在这8种气候条件下的节能量可达10％～36．6％．     

变风量汽车空调的建模与仿真

介绍了变风量空调系统的原理和汽车空调负荷的特点,对变风量空调系统在汽车空调中的应用进行了研究.根据汽车空调负荷的特点,建立了变风量（VAV）空调系统汽车车厢的数学模型,利用仿真软件Matlab对车厢的温度控制系统进行了仿真,得到了系统的响应.