冷水机组控制方法及控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冷水机组控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002] 传统的冷水机组控制系统中常采用经典的传递函数模型，传递函数模型一般只适 用于单输入-单输出的定常系统动态仿真，而空调系统中大部分部件是多输入一多输出系 统，另外，传递函数模型采用的是比较抽象的频域分析方法，不便于在时域中进行数值计 算。显然，传递函数法并不是理想的空调系统动态仿真建模手段。状态空间方法在系统动 态建模过程中越来越受到人们的青睐，非常适合多输入-多输出控制系统，但空调系统往 往具有高度的非线性和参数不确定性，这无疑使建立在精确数学模型基础上的状态空间模 型面临实际应用上的挑战。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种冷水机组控制方法及控制系 统，使用状态空间方法建立冷水机组状态空间模型，并利用基于支持向量机辨识模块对模 型的未知参数进行辨识，其模型精确度高，利于对冷水机组的精确控制。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种冷水机组控制方法，包括如下步骤： 能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型，所述状态空间模型表征为状态空 间方程；利用基于支持向量机辨识模块对所述状态空间模型中的状态空间方程中的未知参 数进行辨识。
[0005] 进一步地，在所述能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型的步骤 之中，包括：将所述状态空间模型中的冷冻水与蒸发器的对流换热系数、制冷剂与蒸发器的 对流换热系数、冷却水与冷凝器的对流换热系数以及制冷剂与冷凝器的对流换热系数设定 为各自相关变量的多项式函数，再将多项式函数代入状态空间方程；在所述利用基于支持 向量机辨识模块对所述状态空间模型中的状态空间方程中的未知参数进行辨识的步骤之 中，包括：根据所述基于支持向量机辨识模块对所述多项式函数中的未知参数进行辨识 以获取所述未知参数。
[0006] 进一步地，在所述根据所述基于支持向量机辨识模块对所述多项式函数中的未知 参数进行辨识以获取所述未知参数的步骤之后，包括：采集冷水机组的运行数据并实时输 入所述状态空间模型以计算出所述冷水机组的输出参数值；将所述输出参数值与预先设定 的参数值进行比较，并根据比较结果控制所述冷水机组。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种冷水机组控制系统，包括：状态空 间模型输入输出模块，用于能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型，所述 状态空间模型表征为状态空间方程；基于支持向量机辨识模块，用于对所述状态空间模型 中的状态空间方程中的未知参数进行辨识。
[0008] 进一步地，所述状态空间模型输入输出模块，还用于将所述状态空间模型中的冷 冻水与蒸发器的对流换热系数、制冷剂与蒸发器的对流换热系数、冷却水与冷凝器的对流 换热系数以及制冷剂与冷凝器的对流换热系数设定为各自相关变量的多项式函数，再将多 项式函数代入状态空间方程；所述基于支持向量机辨识模块，还用于对所述多项式函数中 的未知参数进行辨识以获取所述未知参数。
[0009] 进一步地，所述控制系统还包括数据采集模块、比较模块及控制器；所述数据采集 模块，用于采集冷水机组的运行数据，并输入所述状态空间模型输入输出模块建立的状态 空间模型；所述比较模块，用于将所述状态空间模型输入输出模块根据输入的运行数据计 算出的输出参数值与预先设定的参数值进行比较；所述控制器，用于根据所述比较模块得 到的比较结果控制所述冷水机组。
[0010] 本发明实施例的有益效果是：通过提供基于支持向量机辨识模块对冷水机组状态 空间模型未知参数进行辨识，从而实现空调系统的多输入-多输出控制系统，达到对冷水 机组动态精确控制的目的，并能清晰呈现冷水机组的状态参数。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明冷水机组控制方法一实施例的流程图。
[0012] 图2是本发明冷水机组控制方法一具体实施例的工作结构流程图。
[0013] 图3是本发明冷水机组控制方法一具体实施例的流程图。
[0014] 图4是本发明冷水机组控制系统的结构示意图。 图5是本发明冷水机组控制系统另一具体实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 结合图1-图3参阅，本发明实施例的冷水机组控制方法，包括如下步骤：
[0016] 步骤S1，能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型，状态空间模型 表征为状态空间方程。
[0017] 具体而言，在步骤Sl中，需要将所述状态空间模型中的冷冻水与蒸发器的对流换 热系数、制冷剂与蒸发器的对流换热系数、冷却水与冷凝器的对流换热系数以及制冷剂与 冷凝器的对流换热系数设定为各自相关变量的多项式函数，再将多项式函数代入状态空间 方程。其中，冷水机组各部件状态空间方程表征如下。
[0018] 冷凝器内制冷剂能量守恒：
【主权项】
1. 一种冷水机组控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型，所述状态空间模型表征为状 态空间方程； 利用基于支持向量机辨识模块对所述状态空间模型中的状态空间方程中的未知参数 进行辨识。
2. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于： 在所述能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型的步骤之中，包括：将 所述状态空间模型中的冷冻水与蒸发器的对流换热系数、制冷剂与蒸发器的对流换热系 数、冷却水与冷凝器的对流换热系数以及制冷剂与冷凝器的对流换热系数设定为各自相关 变量的多项式函数，再将多项式函数代入状态空间方程； 在所述利用基于支持向量机辨识模块对所述状态空间模型中的状态空间方程中的未 知参数进行辨识的步骤之中，包括：根据所述基于支持向量机辨识模块对所述多项式函数 中的未知参数进行辨识以获取所述未知参数。
3. 根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述基于支持向量机辨 识模块对所述多项式函数中的未知参数进行辨识以获取所述未知参数的步骤之后，包括： 采集冷水机组的运行数据并实时输入所述状态空间模型以计算出所述冷水机组的输 出参数值； 将所述输出参数值与预先设定的参数值进行比较，并根据比较结果控制所述冷水机 组。
4. 一种冷水机组控制系统，其特征在于，包括： 状态空间模型输入输出模块，用于能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间 模型，所述状态空间模型表征为状态空间方程； 基于支持向量机辨识模块，用于对所述状态空间模型中的状态空间方程中的未知参数 进行辨识。
5. 根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于： 所述状态空间模型输入输出模块，还用于将所述状态空间模型中的冷冻水与蒸发器的 对流换热系数、制冷剂与蒸发器的对流换热系数、冷却水与冷凝器的对流换热系数以及制 冷剂与冷凝器的对流换热系数设定为各自相关变量的多项式函数，再将多项式函数代入状 态空间方程； 所述基于支持向量机辨识模块，还用于对所述多项式函数中的未知参数进行辨识以获 取所述未知参数。
6. 根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于： 所述控制系统还包括数据采集模块、比较模块及控制器； 所述数据采集模块，用于采集冷水机组的运行数据，并输入所述状态空间模型输入输 出模块建立的状态空间模型； 所述比较模块，用于将所述状态空间模型输入输出模块根据输入的运行数据计算出的 输出参数值与预先设定的参数值进行比较； 所述控制器，用于根据所述比较模块得到的比较结果控制所述冷水机组。
【专利摘要】本发明涉及一种冷水机组控制方法及控制系统，该控制方法包括：能量守恒和质量守恒定律建立冷水机组的状态空间模型，所述状态空间模型表征为状态空间方程；利用基于支持向量机辨识模块对所述状态空间模型中的状态空间方程中的未知参数进行辨识。通过上述实施方式，使用状态空间方法建立冷水机组状态空间模型，并利用基于支持向量机辨识模块对模型的未知参数进行辨识，其模型精确度高，利于对冷水机组的精确控制。
【IPC分类】F25B49-02
【公开号】CN104654690
【申请号】CN201410658830
【发明人】侯志坚
【申请人】深圳职业技术学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月18日