專利名稱：基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法，屬于控制領域。
背景技術：
隨著生活水平的提高，人們對室內(nèi)居住熱環(huán)境的要求也越來越高。創(chuàng)造一個舒適、 節(jié)能和健康的熱環(huán)境是人們一直關注的焦點。室內(nèi)熱環(huán)境的舒適性通常采用PMV指標衡量。在熱舒適度控制方面，MacArthur首次將PMV (Predicted Mean Vote,預測平均投票數(shù)) 指標作為控制目標引入空調(diào)的控制系統(tǒng)，提出了具體控制策略[1]。隨后又出現(xiàn)了基于最優(yōu)化理論、模糊控制M、預測算法W、基于Wiener-Laguerre基狀態(tài)空間模型Μ等基于PMV 指標的室內(nèi)熱舒適度控制。室外環(huán)境對室內(nèi)熱環(huán)境的影響較大，但是現(xiàn)有的居住環(huán)境熱舒適度控制中，考慮到室外環(huán)境影響的較少。室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)之間具有相互耦合、非線性的關系，難以采用傳統(tǒng)的數(shù)學方法進行建模分析，給創(chuàng)造理想的室內(nèi)居住熱環(huán)境帶來困難。人的熱感覺具有模糊性，因此選用模糊控制方法改善房間熱環(huán)境的舒適性。在基于PMV指標的模糊控制器設計中，若考慮到室外參數(shù)，則模糊控制器的輸入輸出均含有多個變量。多變量控制系統(tǒng)中，模糊規(guī)則建立和模糊推理過程比較復雜。在熱舒適度評價方面，F(xiàn)anger教授提出的PMV指標最具代表性[6]。該指標綜合考慮了影響人體熱舒適度的各個因素，代表了大多數(shù)人對熱舒適度的評價。PMV指標可以表示為四個環(huán)境參數(shù)和兩個人體參數(shù)的函數(shù)PMV = f (ta, ha, va, tr, Icl, ff)(I)式中ta是空氣溫度，ha是空氣相對濕度，Va是空氣流速，tr是平均輻射溫度，Icl 是人體的衣服熱阻，W是人體的新陳代謝率。人體的熱感覺與PMV值之間的關系如圖I所示。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種新型的模糊控制器設計方法，通過直接建立輸入輸出變量之間的模糊關系結(jié)構(gòu)矩陣來實現(xiàn)傳統(tǒng)的模糊控制，進而對室內(nèi)熱環(huán)境進行優(yōu)化控制。為實現(xiàn)上述技術方案，本發(fā)明采取如下技術方案基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法，該控制方法的實現(xiàn)步驟如下步驟I :首先利用室外溫濕度檢測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，包括室外的溫度和濕度；步驟2 :將步驟I采集的數(shù)據(jù)及預測平均投票數(shù)PMV輸入到新型模糊控制器中進行處理，輸出室內(nèi)溫度、濕度和風速的數(shù)值；步驟3 :空氣調(diào)節(jié)設備根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度和風速的數(shù)值對室內(nèi)空氣進行調(diào)節(jié)；步驟4 :完成對室內(nèi)環(huán)境熱舒適度的調(diào)節(jié)。
所述步驟2中新型模糊控制器對輸入數(shù)據(jù)的處理過程如下1)首先將N組室外的溫度及濕度記為
權(quán)利要求
1.基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法，其特征是，該控制方法的實現(xiàn)步驟如下步驟I:首先利用室外溫濕度檢測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，包括室外的溫度和濕度；步驟2 :將步驟I采集的數(shù)據(jù)及預測平均投票數(shù)PMV輸入到新型模糊控制器中進行處理，輸出室內(nèi)溫度、濕度和風速的數(shù)值；步驟3 :空氣調(diào)節(jié)設備根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度和風速的數(shù)值對室內(nèi)空氣進行調(diào)節(jié)；步驟4 :完成對室內(nèi)環(huán)境熱舒適度的調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求I所述的基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法，其特征是，所述步驟2中新型模糊控制器對輸入數(shù)據(jù)的處理過程如下1)首先將N組室外的溫度及濕度記為
3.如權(quán)利要求2所述的基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法，其特征是，所述步驟5)中解模糊算式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于新型模糊控制器的室內(nèi)環(huán)境熱舒適度控制方法，該方法在原有的室內(nèi)熱環(huán)境控制系統(tǒng)中考慮到了室外環(huán)境的影響，利用基于矩陣左半張量積的模糊控制器對室內(nèi)熱環(huán)境進行控制。該方法避免了原有控制系統(tǒng)中需要解耦、模糊規(guī)則難以確定等問題，同時該方法也可應用于其他多輸入多輸出控制系統(tǒng)中。該方法的實現(xiàn)步驟如下步驟1首先利用室外溫濕度檢測系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，包括室外的溫度和濕度；步驟2將步驟1采集的數(shù)據(jù)及預測平均投票數(shù)PMV輸入到新型模糊控制器中進行處理，輸出室內(nèi)溫度、濕度和風速的數(shù)值；步驟3空氣調(diào)節(jié)設備根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度和風速的數(shù)值對室內(nèi)空氣進行調(diào)節(jié)；步驟4完成對室內(nèi)環(huán)境熱舒適度的調(diào)節(jié)。
文檔編號F24F11/00GK102589092SQ20121006305
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者馮俊娥, 劉兆峰, 呂紅麗, 李全民, 李慧, 楊修文, 段培永, 段晨旭 申請人:山東建筑大學