大型公建楼宇供热节能控制系统研究

摘要

当今，节能减排和“雾霾”环保问题日益受到人们的关注，供热行业与环境保护息息相关，因此对供热系统的运转稳定性及系统节能减排等方面提出了更高要求。基于大型公共建筑本身面积大、供热量大特点，供热能耗的节约利用尤为重要，对根本解决我国大型公共建筑供热系统高能耗运行问题，同时对于提高供热系统的供热品质和改善人类居住环境具有重要的社会意义。
　　本文详细的分析了影响大型公建供热负荷的各种因素，利用差分进化算法对神经网络中的权值与阈值进行优化，将优化后的网络结构应用到供热系统中的热负荷预测中，并利用供热负荷分析模型设计了供热区域控制器。论文具体研究工作如下所述：
　　（1）对大型公建供热控制系统体系结构进行了详细阐述，在了解当前国内外供热系统研究现状基础上，针对当前控制理论与控制系统存在的一些不足，最终确立了以优化控制算法与改良控制系统作为本文研究的目标。
　　（2）通过利用PMV-PPD热舒适度评价指标，得出了大型公建最佳舒适环境温度参数。为了更好的研究建筑供热能耗问题，论文进行了供热能耗分析实验，对建筑供热负荷各影响因素进行了详细分析。
　　（3）通过对实验样本数据的预处理基础上，采用回归分析法和神经网络算法分别建模并进行误差验证，并且利用MATLAB软件进行仿真试验，由于神经网络容易造成寻找最优解的过程中易产生局部极小问题，采用差分进化算法对BP神经网络算法进行优化，建立了更加快速、准确的热量负荷预测分析模型。
　　（4）由于传统PID控制缺乏对非线性系统和环境相关参数系统的有效控制策略，采用差分进化算法来优化控制系统，最终实验表明该系统具有响应速度快、控制误差小与较强收敛性等特点，详细的介绍了供热区域控制器的设计，并控制器的实例应用，验证了该控制器的节能控制，并很好地实现了供热节能目标。

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英文摘要

目录

1 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究目的

1.4论文研究内容

2大型公建供热负荷影响因素

2.1热环境评价及理论基础

2.2室内舒适评价指标及模拟效果

2.3大型公建供热能耗因素分析

2.4建筑能耗研究对象

3大型公建供热负荷模型建立

3.1引言

3.2回归分析法模型研究

3.3基于BP神经网络算法模型

3.4基于差分进化算法优化的BP网络算法模型

3.5模型验证优化

4 供热区域控制器设计

4.1控制器系统构成

4.2控制器算法仿真模拟

4.3 控制器硬件实现

4.4控制器软件实现

4.5供热控制器应用实例

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录 硕士期间发表论文

致谢