技术特征：
1.基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：所述基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法包括以下步骤：步骤s1：基于传热学与流体力学建立智能阀控对室温的控制模型；步骤s2：建立智能阀控开度离散化的整数优化模型；步骤s3：添加系统中多个智能阀控开度相互关联的约束条件；步骤s4：模型参数识别，通过拟合历史数据得到智能阀控的控制特性参数；步骤s5：将当前值作为初值，计算预测控制值，得到一组智能阀控开度的预测值；步骤s6：将预测结果作用于系统，将作用结果设定为当前值；步骤s7：滚动时域优化；步骤s8：模型参数优化。2.根据权利要求1所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：所述的模型预测控制方法步骤s1，第一部分基于传热学建立房间的温度变化机理模型，即：房间温度升高主要考虑房间散热和吸热，散热主要考虑对流散热，吸热主要考虑暖气片与空气之间的对流传热，由此可得到：式中：t——房间温度/k，m——吸热空气的质量/kg，c
air
——吸热空气的热容/j
·
kg-1
·
k-1
，q
out
——散热量/j，q
in
——吸热量/j，s
wall
——房间的散热面积/m2，h
wall
——房间散热过程的传热系数/w
·
m-2
·
k-1
，t
out
——室外温度/k，t
o
——回水温度/k，t
in
——进水温度/k，c
water
——水的比热容/j
·
kg-1
·
k-1
，q——热水流量/m3·
s-1
，第二部分基于流体力学原理建立管网智能阀控对流量影响的机理模型，即管道流动模型：在并联管路中，水力损失等于各部分分管的水力损失，并联管路的总流量等于各分管流量之和，于是有：q＝q1+q2+q3+...+q
i
#(2)h
f
＝h
f1
＝h
f2
＝h
f3
＝...＝h
fi
#(3)式中，h
f
——总水利损失/m，h
fi
——各支路总水利损失/m，
q——总流量/m3
·
s-1，qi——各支路流量/m3
·
s-1，管道中的总水力损失应包括沿程阻力损失和局部阻力损失，有：式中，f——管道的达西摩擦因数，l
i
——各部分管道长度/m，d——管道直径/m，k
i
——各部分局部阻力损失系数。3.根据权利要求1所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：所述的模型预测控制方法步骤s1结合传热模型与流动模型，进行中间量处理与得到智能阀控对室温影响的机理模型：式中，式中，4.根据权利要求3基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：所述的模型预测控制方法步骤s2，阀门开度的变化直接导致流体经过阀门时的局部损失改变，体现为阀门开度变化会改变该点的局部阻力损失系数k，阀门对管路流量的调节本质上是通过改变管路的阻力损失来实现的，因此，阀门处的局部阻力损失系数是随阀门开度而改变的，它们之间有一一映射关系：k＝f(v)#(6)式中，v——阀门开度，本智能阀控控制原理是能够远程将阀门开度分为11个档位，0代表关，10代表全开，所以可将阀门开度视为一个离散量，在数学上可由分段函数表示，式(6)可以表示为5.根据权利要求4所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：模型预测控制方法步骤s3，智能阀控对支路流量影响的表达式为：
k
′
i
——各支路管道的局部阻力损失系数，h
p0
——泵特性参数，k
′
——管网总阻力损失系数，为了减小单个支路阀控变化对整个系统造成的影响，需要对阀门调节增加约束条件，使得水泵所在主管道的流量变化尽可能小，当流量在较小的一定范围内波动时，水泵扬程变化不大，即，q
min
≤q≤q
max
#(9)总流量波动范围小，从阀门的变化角度则是所有阀门变化带来的总局部阻力损失在一个较小的范围内波动，k
′
min
≤k
′
≤k
′
max
#(10)并且，k
′
max-k
′
min
≤∈#(11)其中∈为波动范围的阈值，从而有，其中，6.根据权利要求5所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：模型预测控制方法步骤s4，针对智能阀控的控制参数，随机设定一组初始值，通过该组智能阀控控制参数，使用s1中的控制模型，针对某一段过去时间内的历史智能阀控开度进行计算，可以得到基于历史智能阀控开度的室内温度计算值，对室内温度计算值与室内温度实际值求方差和，当模型中的智能阀控控制参数改变时，方差和随之改变，寻找一组控制参数，使得室内温度计算值与实际值的方差和最小，该组控制参数被认定为智能阀控的特性参数，即被识别为智能阀控的实际参数，数学表达式为min∑(t
real，i-t
cal，i
)2#(13)式中，t
real，i
——室内温度的历史实际值/℃，t
cal，i
——室内温度的计算值/℃。7.根据权利要求6所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：模型预测控制方法步骤s5，将当前温度值作为初值，将s2得到的参数运用在模型中，计算预测控制值，计算控制值的依据为：求得一组未来的智能阀控开度值，使得在这一组智能阀控开度值下，通过控制模型计算得到的室内温度与设定的室内温度值方差和最小，求得
方差和的矩阵形式由公式6所示，其中，z＝[u
0 u
1 u2...u
n
]
t
式中，d、f、y——系数矩阵，x0——温度初值，u
i
——智能阀控开度值，由此得到一组智能阀控开度为：8.根据权利要求7所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：模型预测控制方法步骤s6，对于s5中得到的一组智能阀控开度，将预测时间域内离当前时间最近的一个智能阀控开度作用于系统，该智能阀控开度作用于系统之后会产生实际的作用效果，即得到一个该智能阀控开度作用下的室内温度，将该温度设定为新的当前温度。9.根据权利要求8所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：模型预测控制方法步骤s7，对于s5中得到的一组智能阀控开度z
*
，已经作用于系统，计算得到的其它都予以舍弃，采用新的当前值温度值作为初值，重复进行步骤s5的内容，实现控制参数在时间域上的滚动。10.根据权利要求9所述的基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法，其特征在于：模型预测控制方法步骤s8，当s5与s6在时间域上滚动优化智能阀控开度时，若出现外部环境或者系统特征剧烈改变的情况，比如系统结垢严重影响传热效率或者外界环境温度急剧下降等，此时，模型的智能阀控控制参数与实际值差距较大，应该重新辨识，即重复步骤s4。
技术总结
本发明公开了基于无线智能阀控调控室温的模型预测控制方法。本发明以用户室温为反馈量，通过调节某一用户群体各自的供暖进水智能阀控，解决供热系统二级网供暖个性化问题，以末端调节的方式来个性化调控用户室温，提升用户舒适度，降低系统能耗，解决方案是以用户室温为反馈，结合智能阀控开度离散特性提出混合线性整数优化控制方案，对供热管道中用户端热水进水口智能阀控使用模型预测控制方法，同时，根据智能阀控调节改变系统流动特征的特性添加智能阀控调节模型的约束方程，保证系统的稳定运行与管网的平衡，实现用户设定室内温度，控制器通过调节智能阀控使得室温被调节至设定值的个性化过程。设定值的个性化过程。设定值的个性化过程。
技术研发人员：张博 李明涛 杨景懿 许岗 谢科 靖朝成 蒲哲
受保护的技术使用者：陕西拓普索尔电子科技有限责任公司
技术研发日：2022.05.16
技术公布日：2022/8/16