确定暖通空调系统时序间因果关系的方法、装置及介质与流程

文档序号:32393789发布日期:2022-11-30 09:25阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种确定暖通空调系统时序间因果关系的方法,其特征在于,包括:对暖通空调系统的热量转移过程进行分析,以获得所述暖通空调系统的纯滞后时间;基于信息论基本原理,定义所述暖通空调系统的输入变量和输出变量之间的传递熵,并基于所述传递熵和核密度估计方法,设计所述传递熵的核密度估计器;其中,所述传递熵越大表明所述输入变量与所述输出变量之间的信息传递越充分、关联程度越密切;结合聚类方法和k近邻方法,改进所述核密度估计器;基于所述纯滞后时间,采用改进后的核密度估计器计算所述暖通空调系统的输出变量在不同延迟时间下的传递熵,确定所述暖通空调系统时序间的因果关系。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对暖通空调系统的热量转移过程进行分析,以获得所述暖通空调系统的纯滞后时间,包括:建立所述暖通空调系统的热动态模型,所述热动态模型用于表示所述暖通空调系统的热转移过程;对所述热动态模型进行离散处理或者进行拉普拉斯变换,以确定所述暖通空调系统的理论热惰性时间常数;所述暖通空调系统的理论热惰性时间常数包括热媒、室内空气和围护结构的热惰性时间常数;建立所述暖通空调系统的热媒输配模型,所述热媒输配模型用于表示所述暖通空调系统的热媒输配过程;基于所述热动态模型、所述理论热惰性时间常数和所述热媒输配模型,分析所述暖通空调系统的纯滞后,获得所述暖通空调系统的纯滞后时间。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,建立所述暖通空调的热动态模型,包括:基于质能守恒原理,建立多个控制体的动态热平衡方程,所述多个控制体包括热交换器、室内空间和围护结构;其中,所述多个控制体的动态平衡方程组成所述热动态模型。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述热交换器的动态热平衡方程为:所述室内空间的动态热平衡方程为:所述围护结构的动态热平衡方程为:其中,t
w
、t
w,m
、t
w,s
和t
w,r
分别表示为水温、平均水温、暖通空调系统供水温度和回水温度,t
i
、t
a,m
、t
a,s
和t
a,r
分别表示为室内温度、空气平均温度、暖通空调系统送风温度和回风温度,t
o
、t
e
和t
ei
分别表示为室外空气温度、围护结构平均温度及其内表面温度;表示为空调房间内热源;g
w
和g
a
表示为暖通空调系统供水量和送风量;f
ex
表示为热交换器传热面积;v
ex
和v
rm
表示为热交换器体积和空调房间体积;f
e
和δ
e
表示为围护结构传热面积和厚度;ρ
w
、ρ
a
、ρ
e
和c
w
、c
a
、c
e
分别表示为热媒、室内空气与围护结构的平
均密度和比热;h
i
表示为围护结构内表面的换热系数;k
ex
和k
e
分别表示为热交换器和围护结构的综合传热系数;β表示为热阻比。5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述暖通空调系统的理论热惰性时间常数表示为:其中,t
c,w
、t
c,i
和t
c,e
分别表示为热媒、室内空气和围护结构的热惰性时间常数;δt
i∞
和分别表示为所述暖通空调系统的控制体经过一阶输入或扰动再次平衡的输出增量;t和δt分别表示为采样时刻和采样周期;所述暖通空调系统的热媒输配模型表示为:其中,t
p,w
和t
p,a
分别表示为所述暖通空调系统的水系统和风系统中产生的纯滞后时间;f
w,p
和f
w,a
分别表示为水系统和风系统管路横截面积;l
w,p
和l
a,p
分别表示为水系统和风系统的管路长度。6.如权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述传递熵表示为:te(x

y)=mi(x-;y
+
|y-)其中,x=[x1,

x
j
,

x
m
]
t
,y=[y1,

y
i
,

y
n
],mi(x-;y
+
|y-)=h(x-,y-)+h(y
+
,y-)-h(y-)-h(y
+
,x-,t-);te、mi、mi()和h分别表示为所述传递熵、互信息、条件互信息和信息熵;x和y分别表示为所述暖通空调系统的输入变量和输出变量;y
+
表示为输出变量y的未来结果;x-和y-分别表示为输入变量x和输出变量y的过去观测值;m为输入变量x的维度,即输入变量的变量个数;n为输出变量的观测样本数;所述核密度估计器表示为:其中,p和表示概率及其估计值;s为输入变量x的协方差矩阵;b为核带宽;γ为高斯核函数向量;γ
i
为高斯核函数向量γ中的第i个元素。7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述改进后的核密度估计器表示为:
其中,表示在高维空间z中点z
i
到其第k个邻居之间的距离;为z的子集,表示高维空间z中到点z
i
的距离小于等于的点;和y
isub
表示高维空间子集中输入变量x和输出变量y的子集。8.如权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,基于所述纯滞后时间,采用改进后的核密度估计器计算所述暖通空调系统的输出变量在不同延迟时间下的传递熵,确定所述暖通空调系统时序间的因果关系,包括:固定输出变量,沿着采样时间平移输入变量任一分量,使用所述改进后的核密度估计器,计算输出变量与输入变量在各延迟时间下的传递熵,将传递熵最大的时刻确定为输出变量该任一分量的延迟时间,获得所述暖通空调系统时序间的因果关系。9.一种确定暖通空调系统时序间因果关系的装置,其特征在于,包括:设计单元,用于对暖通空调系统的热量转移过程进行分析,以获得所述暖通空调系统的纯滞后时间;基于信息论基本原理,定义所述暖通空调系统的输入变量和输出变量之间的传递熵,并基于所述传递熵和核密度估计方法,设计所述传递熵的核密度估计器;其中,所述传递熵越大表明所述输入变量与所述输出变量之间的信息传递越充分、关联程度越密切;处理单元,用于结合聚类方法和k近邻方法,改进所述核密度估计器;基于所述纯滞后时间,采用改进后的核密度估计器计算所述暖通空调系统的输出变量在不同延迟时间下的传递熵,确定所述暖通空调系统时序间的因果关系。10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有至少一个程序;当所述至少一个程序被处理器执行时,执行如权利要求1-8任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种确定暖通空调系统时序间因果关系的方法、装置及介质,可以用于改善暖通空调系统的室内温度模型预测控制性能,该方法包括:对暖通空调系统的热量转移过程进行分析,以获得暖通空调系统的纯滞后时间;基于信息论基本原理,定义暖通空调系统的输入变量和输出变量之间的传递熵,并基于该传递熵和核密度估计方法,设计该传递熵的核密度估计器;其中,该传递熵越大表明输入变量与输出变量之间的信息传递越充分、关联程度越密切;结合聚类方法和K近邻方法,改进该核密度估计器;基于该纯滞后时间,采用改进后的核密度估计器计算暖通空调系统的输出变量在不同延迟时间下的传递熵,确定暖通空调系统时序间的因果关系。确定暖通空调系统时序间的因果关系。确定暖通空调系统时序间的因果关系。


技术研发人员:牟松 张民 李志伟 张吉礼 王鹏 张轶 程宇 李庆泰 肖明龙 邓超
受保护的技术使用者:广东机场白云信息科技有限公司
技术研发日:2022.08.29
技术公布日:2022/11/29
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