本發(fā)明屬于空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)設(shè)備領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)生活品質(zhì)要求的日益提高，室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞也成了人們逐漸關(guān)注的焦點(diǎn)以及生活品質(zhì)高低的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。然而，現(xiàn)有市場(chǎng)上的空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)設(shè)備，雖然采用了智能監(jiān)測(cè)，但控制方式上也只是通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置某一空氣質(zhì)量參數(shù)的閾值上限，控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單一的空氣質(zhì)量參數(shù)調(diào)節(jié)，如PM2.5、CO2、TVOC等，難以進(jìn)行多個(gè)空氣質(zhì)量參數(shù)的整體優(yōu)化調(diào)節(jié)，同時(shí)現(xiàn)有的空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)設(shè)備還存在凈化設(shè)備調(diào)節(jié)頻繁，難以進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，耗費(fèi)能源等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其工作方法，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量的整體優(yōu)化，提高室內(nèi)的空氣品質(zhì)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
一種多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包含空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、PWM驅(qū)動(dòng)器及空氣凈化設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊包括線性求和單元、偏差比較單元、取反單元、PID控制器；所述空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊的輸出端與線性求和單元的輸入端相連，線性求和單元的輸出結(jié)果與目標(biāo)空氣品質(zhì)參數(shù)一并輸入偏差比較單元，偏差比較單元的輸出端經(jīng)取反單元后與PID控制器相連，PID控制器的輸出端與PWM驅(qū)動(dòng)器相連，PWM驅(qū)動(dòng)器與空氣凈化設(shè)備相連。
本發(fā)明還提供一種上述的多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作方法，該方法包括以下步驟：
（1）空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊檢測(cè)室內(nèi)的空氣質(zhì)量參數(shù)，包括PM2.5的質(zhì)量參數(shù)X1、CO2的質(zhì)量參數(shù)X2、甲醛的質(zhì)量參數(shù)X3、TVOC的質(zhì)量參數(shù)X4；
（2）線性求和單元接收空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊檢測(cè)的多項(xiàng)空氣質(zhì)量參數(shù)，并對(duì)多項(xiàng)空氣質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行線性求和，求和的結(jié)果作為反饋空氣品質(zhì)；
（3）通過(guò)偏差比較單元計(jì)算目標(biāo)空氣品質(zhì)與反饋空氣品質(zhì)的差值，并將結(jié)果取反送入PID控制器，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后，得到PWM驅(qū)動(dòng)器的控制量；
（4）PWM驅(qū)動(dòng)器接收PID控制器的控制量信號(hào)，并控制空氣凈化設(shè)備的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
在上述技術(shù)方案中，步驟（2）中對(duì)多項(xiàng)空氣質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行加權(quán)線性求和的公式如下：
Z(X1,X2,X3,X4)=X1+0.1*X2+1000*X3+100*X4。
在上述技術(shù)方案中，步驟（3）中目標(biāo)空氣品質(zhì)的設(shè)定方式為：
依據(jù)人體健康呼吸空氣質(zhì)量參數(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)，PM2.5的目標(biāo)參數(shù)X1’設(shè)定在0~100ug/m3；CO2的目標(biāo)參數(shù)X2’ 設(shè)定在350~1000ppm；甲醛的目標(biāo)參數(shù)X3’設(shè)定在0~0.1mg/m3；TVOC的目標(biāo)參數(shù)X4’設(shè)定在0~0.6mg/m3。
在上述技術(shù)方案中，進(jìn)行步驟（2）的加權(quán)線性求和時(shí)，需要首先將各空氣質(zhì)量參數(shù)的單位轉(zhuǎn)換為與目標(biāo)參數(shù)的單位一致，然后取其數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。
在上述技術(shù)方案中，所述空氣凈化設(shè)備含有粗效過(guò)濾器、HEPA高效過(guò)濾器、活性炭等過(guò)濾裝置。
本發(fā)明的工作原理為：室內(nèi)各空氣質(zhì)量參數(shù)為低耦合關(guān)系，采用線性求和能夠在一定程度上表征室內(nèi)的空氣品質(zhì)，當(dāng)反饋回的某一空氣參數(shù)升高時(shí)，便會(huì)使其求和結(jié)果增大，從而使偏差絕對(duì)值增大，進(jìn)而PWM占空比增大，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，空氣質(zhì)量參數(shù)下降。當(dāng)反饋回的某一空氣參數(shù)下降時(shí)，原理類似。從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣品質(zhì)的整體優(yōu)化及空氣凈化設(shè)備的穩(wěn)定節(jié)能運(yùn)行。
本發(fā)明多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，使用本發(fā)明調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其工作方法，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量的整體優(yōu)化，提高室內(nèi)的空氣品質(zhì)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包含空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、PWM驅(qū)動(dòng)器及空氣凈化設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊包括線性求和單元、偏差比較單元、取反單元、PID控制器；所述空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊的輸出端與線性求和單元的輸入端相連，線性求和單元的輸出結(jié)果與目標(biāo)空氣品質(zhì)參數(shù)一并輸入偏差比較單元，偏差比較單元的輸出端經(jīng)取反單元后與PID控制器相連，PID控制器的輸出端與PWM驅(qū)動(dòng)器相連，PWM驅(qū)動(dòng)器與空氣凈化設(shè)備相連。
本實(shí)施例還提供一種上述的多目標(biāo)空氣質(zhì)量參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作方法，該方法包括以下步驟：
（1）空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊檢測(cè)室內(nèi)的空氣質(zhì)量參數(shù)，包括PM2.5的質(zhì)量參數(shù)X1、CO2的質(zhì)量參數(shù)X2、甲醛的質(zhì)量參數(shù)X3、TVOC的質(zhì)量參數(shù)X4；
（2）線性求和單元接收空氣品質(zhì)檢測(cè)模塊檢測(cè)的多項(xiàng)空氣質(zhì)量參數(shù)，并對(duì)多項(xiàng)空氣質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行線性求和，求和的結(jié)果作為反饋空氣品質(zhì)；
（3）通過(guò)偏差比較單元計(jì)算目標(biāo)空氣品質(zhì)與反饋空氣品質(zhì)的差值，并將結(jié)果取反送入PID控制器，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后，得到PWM驅(qū)動(dòng)器的控制量；
（4）PWM驅(qū)動(dòng)器接收PID控制器的控制量信號(hào)，并控制空氣凈化設(shè)備的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
其中，步驟（2）中對(duì)多項(xiàng)空氣質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行加權(quán)線性求和的公式如下：
Z(X1,X2,X3,X4)=X1+0.1*X2+1000*X3+100*X4。
其中，步驟（3）中目標(biāo)空氣品質(zhì)的設(shè)定方式為：
依據(jù)人體健康呼吸空氣質(zhì)量參數(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)，PM2.5的目標(biāo)參數(shù)X1’設(shè)定在0~100ug/m3；CO2的目標(biāo)參數(shù)X2’ 設(shè)定在350~1000ppm；甲醛的目標(biāo)參數(shù)X3’設(shè)定在0~0.1mg/m3；TVOC的目標(biāo)參數(shù)X4’設(shè)定在0~0.6mg/m3。
其中，進(jìn)行步驟（2）的加權(quán)線性求和時(shí)，需要首先將各空氣質(zhì)量參數(shù)的單位轉(zhuǎn)換為與目標(biāo)參數(shù)的單位一致，然后取其數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。
其中，所述空氣凈化設(shè)備含有粗效過(guò)濾器、HEPA高效過(guò)濾器、活性炭等過(guò)濾裝置。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。