基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法模擬研究

基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法模擬研究基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法模擬研究

摘要：本研究旨在探索一種基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法。首先，文章對建筑熱力入口的流體特性進行了分析。然后，選取建筑熱力入口作為調(diào)節(jié)對象，構(gòu)建了其動態(tài)模型。接著，基于該模型設(shè)計了模型預(yù)測控制器，并通過模擬研究進行驗證和分析。結(jié)果表明，基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法能夠有效提升能源利用效率和舒適度。

關(guān)鍵詞：建筑熱力入口；模型預(yù)測控制；能源利用效率；舒適度

1.引言

建筑熱力入口是決定建筑物室內(nèi)溫度和濕度的重要因素。如何實現(xiàn)對熱力入口的智能調(diào)節(jié)，提高能源利用效率和室內(nèi)舒適度，一直是建筑能源研究的熱點問題。傳統(tǒng)的PID控制方法在一定程度上可以滿足要求，但無法處理非線性、時變的系統(tǒng)特性。因此，有必要開展基于模型預(yù)測控制的研究，以期實現(xiàn)更精確的建筑熱力入口調(diào)節(jié)，提高熱效應(yīng)。

2.建筑熱力入口的流體特性分析

建筑熱力入口的流體特性包括流量、溫度、濕度等參數(shù)。通過對建筑熱力入口的分析，可以得知其影響室內(nèi)溫度和濕度的關(guān)鍵因素。在日常生活中，溫度和濕度的波動會導(dǎo)致人體的不適，因此需要對熱力入口進行智能調(diào)節(jié)。

3.建筑熱力入口動態(tài)模型的構(gòu)建

為了實現(xiàn)對熱力入口的智能調(diào)節(jié)，需要構(gòu)建其動態(tài)模型。首先，收集建筑熱力入口的實時數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)預(yù)處理。然后，利用系統(tǒng)辨識方法得到建筑熱力入口的狀態(tài)空間模型。最后，通過模型辨識算法對模型參數(shù)進行優(yōu)化。

4.基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法

在建立完動態(tài)模型后，可以設(shè)計基于模型預(yù)測控制的熱力入口智能調(diào)節(jié)方法。首先，通過目標函數(shù)的選擇確定調(diào)節(jié)目標，如最小化能耗和最大化舒適度。然后，基于模型預(yù)測控制理論，利用當前時刻的輸入量和模型進行預(yù)測，得到下一時刻的輸出。最后，修改輸入量，實現(xiàn)對熱力入口的智能調(diào)節(jié)。

5.模擬研究及結(jié)果分析

通過模擬研究，驗證基于模型預(yù)測控制的建筑熱力入口智能調(diào)節(jié)方法的有效性。利用MATLAB/Simulink軟件進行仿真，設(shè)置不同的工況和控制策略，并對能耗和舒適度進行評估。結(jié)果顯示，基于模型預(yù)測控制的方法相較于傳統(tǒng)的PID控制方法，在能源利用效率和舒適度方面取得了顯著的改善。

6.結(jié)論

本研究通過基于模型預(yù)測控制的方法，實現(xiàn)了對建筑熱力入口的智能調(diào)節(jié)。該方法能夠更準確地預(yù)測熱力參數(shù)的變化趨勢，提高能源利用效率和舒適度。未來的研究可以進一步優(yōu)化模型參數(shù)和控制策略，提高該方法在實際建筑系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。

本研究通過建立熱力入口的狀態(tài)空間模型，并利用模型預(yù)測控制方法進行智能調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了對建筑熱力入口的精確控制。通過模擬研究，發(fā)現(xiàn)基于模型預(yù)測控制的方法相較于傳統(tǒng)的PID控制方法，在能源利用效率和舒適度方面取得了顯著的改善。這表明該方法具有很大的應(yīng)用潛力，并可進一步優(yōu)化模型參數(shù)