[發(fā)明專利]一種基于仿真模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多末端風(fēng)閥控制系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110746780.4
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113418288A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚曄;熊磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紹興艾能科技有限公司
• 主分類號(hào): F24F11/77
• 分類號(hào): F24F11/77;F24F11/74;F24F11/62;F24F110/10
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 胡國(guó)平

1.一種基于仿真模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多末端風(fēng)閥控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：控制主機(jī)、變頻風(fēng)機(jī)和多個(gè)變風(fēng)量風(fēng)閥；

所述控制主機(jī)通過(guò)風(fēng)機(jī)頻率控制器連接所述變頻風(fēng)機(jī)，所述變頻風(fēng)機(jī)連接多個(gè)所述變風(fēng)量風(fēng)閥；所述控制主機(jī)通過(guò)多個(gè)電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器分別連接多個(gè)所述變風(fēng)量風(fēng)閥；多個(gè)所述變風(fēng)量風(fēng)閥為多個(gè)空調(diào)房間輸送風(fēng)力、調(diào)節(jié)溫度；

多個(gè)所述空調(diào)房間內(nèi)均安裝有室內(nèi)溫度傳感器、室內(nèi)溫度控制面板和臨時(shí)風(fēng)量傳感器，并連接到控制主機(jī)上；

所述控制主機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)有風(fēng)管系統(tǒng)仿真模型及優(yōu)化控制程序，所述優(yōu)化控制程序包括風(fēng)管模型學(xué)習(xí)模塊和風(fēng)閥開(kāi)度控制模塊，所述風(fēng)管系統(tǒng)仿真模型為所述風(fēng)管模型學(xué)習(xí)模塊提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述風(fēng)管模型學(xué)習(xí)模塊訓(xùn)練得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型；

所述控制主機(jī)獲取所述室內(nèi)溫度傳感器、室內(nèi)溫度控制面板、臨時(shí)風(fēng)量傳感器、電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器及風(fēng)機(jī)頻率控制器的數(shù)據(jù)；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型根據(jù)獲取到的數(shù)據(jù)計(jì)算各所述變風(fēng)量風(fēng)閥的開(kāi)度，并通過(guò)所述風(fēng)閥開(kāi)度控制模塊傳輸?shù)蕉鄠€(gè)所述電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)多個(gè)所述變風(fēng)量風(fēng)閥的開(kāi)度控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制主機(jī)包括模擬信號(hào)輸入接口和RS485通訊接口；

多個(gè)所述空調(diào)房間內(nèi)安裝的所述室內(nèi)溫度傳感器、室內(nèi)溫度控制面板和臨時(shí)風(fēng)量傳感器均連接模擬信號(hào)輸入接口；

多個(gè)所述電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器及風(fēng)機(jī)頻率控制器均連接RS485通訊接口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號(hào)輸入接口支持4～20mA和0～10V/0～5V物理信號(hào)，RS485通信接口支持modbusRTU，modbusASCII，PPI串口協(xié)議。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述優(yōu)化控制程序還包括PID控制模塊，所述PID控制模塊通過(guò)風(fēng)機(jī)頻率控制器控制所述變頻風(fēng)機(jī)的頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型訓(xùn)練過(guò)程包括：

所述風(fēng)管模型學(xué)習(xí)模塊將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型參數(shù)初始化；

所述風(fēng)管系統(tǒng)仿真模型生成數(shù)據(jù)集提供到風(fēng)管模型學(xué)習(xí)模塊，用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型的訓(xùn)練和驗(yàn)證，數(shù)據(jù)集中包括各所述空調(diào)房間溫度、各所述變風(fēng)量風(fēng)閥開(kāi)度、各所述空調(diào)房間風(fēng)量和所述變頻風(fēng)機(jī)頻率；

當(dāng)所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型輸出的各所述空調(diào)房間風(fēng)量與對(duì)應(yīng)工況下數(shù)據(jù)集中的各所述空調(diào)房間風(fēng)量之差小于10％時(shí)，模型訓(xùn)練完成。

6.一種基于權(quán)利要求1～5所述的控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括步驟：

步驟1、初始化系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)包括PID控制模塊參數(shù)、風(fēng)機(jī)頻率控制周期，并將計(jì)時(shí)器時(shí)間設(shè)為0；

步驟2、控制主機(jī)獲取各空調(diào)房間室內(nèi)溫度和室內(nèi)溫度設(shè)定值；

步驟3、PID控制模塊根據(jù)各空調(diào)房間室內(nèi)溫度和室內(nèi)溫度設(shè)定值計(jì)算并調(diào)節(jié)變頻風(fēng)機(jī)的頻率，判斷計(jì)時(shí)器時(shí)間是否大于所述變風(fēng)量風(fēng)閥控制周期；

步驟4、若判斷結(jié)果為是，重新設(shè)定計(jì)時(shí)器時(shí)間為0，同時(shí)，獲取當(dāng)前變頻風(fēng)機(jī)的頻率及各所述空調(diào)房間的變風(fēng)量風(fēng)閥開(kāi)度、室內(nèi)溫度和室內(nèi)溫度設(shè)定值輸入至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型，計(jì)算各變風(fēng)量風(fēng)閥開(kāi)度的可行解集合；

步驟5、通過(guò)風(fēng)管系統(tǒng)仿真模型驗(yàn)證所述可行解集合中的每一個(gè)解，選擇最優(yōu)解傳輸至各電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器，各所述電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行器根據(jù)所述最優(yōu)解調(diào)節(jié)各所述變風(fēng)量風(fēng)閥的開(kāi)度，并返回步驟2循環(huán)執(zhí)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：

所述系統(tǒng)參數(shù)還包括變風(fēng)量風(fēng)閥控制周期；

判斷計(jì)時(shí)器時(shí)間是否大于所述變風(fēng)量風(fēng)閥控制周期時(shí)，若判斷結(jié)果為否，則將計(jì)時(shí)器時(shí)間增加一個(gè)風(fēng)機(jī)頻率控制周期，并重新獲取各空調(diào)房間室內(nèi)溫度和室內(nèi)溫度設(shè)定值，計(jì)算并調(diào)節(jié)變頻風(fēng)機(jī)頻率。