运行控制装置及运行控制方法_4

文档序号:9756645阅读:来源:国知局
,模型更新部14利用回归分 析估算参数P的值,并将回归方程式(13)公式化。
[0155] 同样地,模型更新部14使用存储于模型存储部13的式(20)、和存储于环境信息存 储部12的环境信息,对参数μι~μ 4的值进行估算。此外,模型更新部14使用存储于模型存储 部13的式(23)、和存储于环境信息存储部12的环境信息,对参数Vo~V 8的值进行估算。
[0156] 功率消耗系统构建部15具有根据控制对象系统2的结构,使用模型更新部14所更 新的物理模型对功率消耗系统进行构建的功能。功率消耗系统为表示控制对象系统2的功 率消耗的模拟模型,其用于使到控制对象系统2运行结束为止的总功率消耗最小,并包含与 控制对象系统2的结构相应的功率消耗模型。功率消耗系统构建部15例如以Τ3为周期定期 地构建功率消耗系统。该周期Τ3例如为周期Tl以上。功率消耗系统构建部15事先存储有表 示控制对象系统2的结构的结构信息。该结构信息例如可以根据控制对象系统2的物理结构 的变化(例如,控制对象机器的添加、撤除,配管的改造等)由管理者对其进行变更。功率消 耗系统构建部15也可以根据结构信息的变化对功率消耗系统进行构建。
[0157] 在这里,从冷冻水出口 47处送出的冷冻水在空调机6中与房间20的室内空气进行 热交换。之后,冷冻水吸收房间20的室内空气的热量并返回冷冻水入口 46。即,时刻t下的冷 冻水出口温度Iwot加上时刻t下所吸收的热量,即得到时刻t+Ι下的冷冻水入口温度Iwi t+1。 艮P,时刻t+1下的冷冻水入口温度Iwit+1由下述式(24)表示。
[0158] [数学式 24]
[0159] Iwit+i= (4.2 X Vt X Iw〇t+Ct)/ (4.2XVt) = (4.2X Iw〇t+P X (temit-Iw〇t) )/4.2··· (24)
[0160] 通过关于时刻t下的冷冻水出口温度Iwot对该式(24)进行微分,可得到下述式 (25) 〇
[0161] [数学式 25]
[0162]
…(25)
[0163] 式(25)表示若将时刻t下的冷冻水出口温度Iwot上升一个单位,会给时刻t+1下的 冷冻水入口温度Iwi t+1带来多大程度的温度上升。如此,在时刻t开始时,随着时间的变化, 热量进入到房间20的室内,因此,如果不进行空气调节,则环境会发生变化。因此,为了在即 使热量发生变化的情况下也能够将环境维持为时刻t-Ι时的状态,需要对所需的制冷量进 行计算。在此,在运行控制装置1中,为了在控制对象系统2整个运行期间降低功率消耗,使 用约束拉格朗日系统(constrained Lagrangian system)。
[0164] 功率消耗系统构建部15例如作为功率消耗系统而构建约束拉格朗日系统。功率消 耗系统15例如使用拉格朗日乘数q,构建由下述式(26)表示的约束拉格朗日系统。
[0165] [数学式 26]
[0166] …(26)
[0167] 式(26)的右边第1项的括号内,表示时刻t下的控制对象系统2的功率消耗。在本例 中,控制对象系统2具有1个制冷机4、1个栗5、和1个空调机6。因此,在时刻t下的控制对象系 统2的功率消耗由制冷机4的输入功率A t、栗5的输入功率PAt和空调机6的输入功率FAt之和 来表示。式(26)的右边第2项表示约束模型。约束模型为表示控制对象系统2中的约束的模 型。在本例中,约束模型为热量变化模型,表示时刻t下的制冷量必须等于时刻t时产生的新 热量或应该被带走的热量。热量变化模型为表示与控制对象系统2所造成的空调对象(在本 例中,为房间20)的热量变化相关的约束的模型。
[0168] 如此,式(26)表示,通过选择时刻t下的冷冻水出口温度Iwot及流量V t,使时亥Ijt下 的制冷量与时刻t时产生的新的热量或应该带走的热量相等,同时,使从时刻tO到时刻T为 止控制对象系统2的功率消耗的总和达到最小。时刻tO例如为在运行控制装置1中计算控制 值的当前的时刻。时刻tO也可以为控制对象系统2的运行开始时刻。此外,时刻T为控制对象 系统2的运行结束时刻。当控制对象系统2无限期地运行时,时刻T为无限大。
[0169] 并且,约束模型也可以设定为,到房间20的室内温度达到通过运行控制装置1设定 的室内目标温度为止,使时刻t下的制冷量(热交换量)C t与时刻t下所产生的新的热量Qit之 间的差达到最大。此外,约束模型也可以设定为,在房间20的室内温度达到室内目标温度 后,使时刻t下的制冷量C t与时刻t下产生的新的热量Qit相等。
[0170] 通过将式(26)变形,可得到下述式(27)。
[0171] [数学式 27]
[0172] …(27)
[0173] 解式(27),可得到下述哈密顿方程式(28)。
[0174] [数学式 28]
[0175]
??(28)
[0176] 并且,式(28)中的函数ft( ·)由下述式(29)表示,函数ft+1( ·)由式(30)表示。
[0177] [数学式 29]
[0178] ….(2.9)
[0179] [数学式 30]
[0180] …(30)
[0181] 控制值计算部16具有如下功能:基于由功率消耗系统构建部15所构建的功率消耗 系统,计算控制值。控制值计算部16例如以T3为周期定期地计算控制值。具体而言,控制值 计算部16通过解哈密顿方程式(28)而计算出时刻t下的冷冻水出口温度Iwo t及流量Vt的最 佳值。然而,在时刻t下,由于无法获取时刻t+Ι以后的环境信息,因此,无法直接求解哈密顿 方程式(28)。因此,下面对哈密顿方程式(28)的解法进行说明。
[0182] (解法 1)
[0183] 通过将从时刻t至时刻t+Ι为止的时间设为足够小,能够假设下述式(31)成立。
[0184] [数学式 31]
[0185]
-(31)
[0186] 式(31)意味着在足够短的时间间隔内,外界空气的环境没有发生剧烈变化。因此, 可以假设下述式(32)及式(33)成立。
[0187] [数学式 32]
[0188] ft( · ) = ft+i( · )---(32)
[0189] [数学式 33]
[0190] Vt+i * Vf-(33)
[0191] 之后,通过将式(32)及式(33)代入哈密顿方程式(28)并进行整理,可得到下述系 统式(34)。
[0192] [数学式 34]
[0193]
*??(34)
[0194] 控制值计算部16读出存储于环境信息存储部12的环境信息,并基于读出的环境信 息获取求解系统式(34)所需要的所有信息。这些信息可以直接从环境信息中获取,或者基 于环境信息计算得到。控制值算出部16使用这些信息对系统式(34)进行求解,从而计算出 时刻t下的冷冻水出口温度Iwo t及流量Vt的最佳值。
[0195] (解法 2)
[0196] 在控制对象系统2开始运行时的0期的运行,即时刻0(t = 0)的初始运行中,房间20 中暂时未进行空气调节,因此认为房间20的室内温度高于室内目标温度。在这种状况下运 行控制对象系统2时,为了使房间20的室内温度迅速达到室内目标温度,将制冷机4及栗5的 初始设定值设定为最大值(最大能力)来使其运行。在这种状态下,控制对象系统2通过将制 冷机4及栗5的输入设定为最大,从而达到最大的输出△ Q〇。因此,可以说该最大输入等于最 佳解。
[0197] 在此期间,控制对象系统2的运行可得到与最佳控制运行相同的结果。因此,将时 亥IjO作为时刻t-Ι,并将哈密顿方程式(28)的时刻返回一个单位前,从而能够得到下述式 (35)〇
[0198] 「教举式:沿?
[0199] "(35)
[0200] 之后,将函数ft( ·)代入式(29),并将哈密顿方程式(28)的第3式替换为式(35)的 第3式,从而可得到下述系统式(36)。
[0201][数学式况]
[0202]
…(36)
[0203]控制值计算部16读出存储于环境信息存储部12的环境信息,并基于读出的环境信 息获取求解系统式(36)所需要的所有信息。这些信息可以从环境信息中直接获得,也可以 基于环境信息计算得出。控制值计算部16使用这些信息对系统式(36)进行求解,从而计算 出时刻t下的冷冻水出口温度Iwo t及流量Vt的最佳值。
[0204]控制值设定部17具有如下功能:为了将控制值计算部16所算出的控制值设定于控 制对象机器,向控制对象系统2发送控制指示。在本例中,控制值设定部17发送控制指示,该 控制指示用于将控制值计算部16所算出的冷冻水出口温度Iwo t设定于制冷机4。此外,控制 值设定部17向栗5发送控制指示,该控制指示用于将控制值计算部16所算出的流量V t设定 于栗5。控制值设定部17例如也可以将用于设定与流量Vt相对应的频率的电流值发送给栗 5〇
[0205]控制值设定部17将房间20的室内目标温度设定于控制对象系统2。房间20的室内 目标温度由使用者设定于运行控制装置1。控制值设定部17例如通过将设定值写入制冷机4 的控制部,并将与室内目标温度相对应的电流的模拟信号发送给栗5的变频器的外部控制 端子,从而进行控制。控制值设定部17也可以将房间20的室内目标湿度设定于控制对象系 统2。房间20的室内目标湿度由使用者设定于运行控制装置1。在这种情况下,也与室内目标 温度相同地,控制值设定部17对控制对象系统2的控制对象机器进行与室内目标湿度相对 应的设定。
[0206] 接着,对具有上述结构的运行控制装置1中的运行控制方法进行说明。图5为表示 运行控制装置1的运行控制方法的处理顺序的一个例子的流程图。
[0207] 如图5所示,首先,环境信息收集部11同时接收由设置于控制对象系统2的探测器 所获取的环境信息和表示各环境信息的获取时间的时间信息。之后,环境信息收集部11使 接收到的环境信息与时间信息相对应并对其进行保存(收集步骤S11)。
[0208] 接下来,模型更新部14基于在收集步骤Sll中由环境信息收集部11所收集的环境 信息,对存储于模型存储部13中的各物理模型进行更新(模型更新步骤S12)。具体而言,模 型更新部14使用存储于环境信息存储部12中的环境信息中,在进行更新的时刻以前所取得 的一部分或者全部环境信息,对存储于模型存储部13中的物理模型的参数值进行估算。之 后,模型更新部14使用估算得到的参数值对物理模型的参数进行更新,从而更新物理模型。 模型更新部14例如利用统计学,并运用条件最小二乘法来估算参数值。
[0209] 接下来,功率消耗系统构建部15使用在模型更新步骤S12中由模型更新部14所更 新的物理模型,构建与控制对象系统2的结构相应的功率消耗系统(功率消耗系统构建步骤 513) 。功率消耗系统构建部15例如构
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1