基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變頻空調(diào)節(jié)能研究

【摘要】：隨著通訊事業(yè)的飛速發(fā)展,越來越多的通訊機(jī)房投入到了建設(shè)和使用中。通訊設(shè)備不同于一般的工業(yè)設(shè)備,它需要一個(gè)苛刻的工作環(huán)境,對(duì)所處環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度有著明確的要求。通訊機(jī)房內(nèi)的空調(diào)機(jī)組設(shè)備就是用于維護(hù)這樣一個(gè)環(huán)境的必要設(shè)備。有數(shù)據(jù)顯示一個(gè)通訊基站的主要電能消耗在通訊機(jī)房內(nèi)置空調(diào)上,提高這些空調(diào)機(jī)組的效率是降低通訊機(jī)房電能消耗量的主要途徑。同時(shí),由于近年來國家有關(guān)節(jié)能減排政策的提出,以及公眾環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),大能耗設(shè)備的節(jié)能方面倍受關(guān)注。因此,開展對(duì)通訊機(jī)房專用空調(diào)的節(jié)能控制研究,對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)、機(jī)械產(chǎn)業(yè)、通訊產(chǎn)業(yè)等涉及到節(jié)能控制思想的領(lǐng)域有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。 本文對(duì)應(yīng)用在通訊機(jī)房的空調(diào)領(lǐng)域變頻節(jié)能控制策略進(jìn)行分析,并將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制應(yīng)用到空調(diào)變頻節(jié)能技術(shù)中。研究了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的具體實(shí)施過程,包括模糊化方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作用方式。借助Matlab/Simulink的控制系統(tǒng)仿真功能,建立基于熱力學(xué)理想房間模型的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型,對(duì)所設(shè)計(jì)的空調(diào)控制器算法的響應(yīng)特性,抗干擾性,魯棒性進(jìn)行仿真研究,同時(shí)與傳統(tǒng)的控制方式相比較,在理論上驗(yàn)證基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空調(diào)控制器的優(yōu)越性。 對(duì)通訊機(jī)房專用空調(diào)控制器進(jìn)行變頻節(jié)能實(shí)驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)了基于Microchip公司的dsPIC30F4013為核心的硬件電路,包括微控制器dsPIC及其外圍電路、溫度檢測和轉(zhuǎn)換電路、隔離輸出電路、操作和顯示電路以及電源電路。采用本文控制策略,實(shí)現(xiàn)了軟件程序設(shè)計(jì)、包括主程序、中斷子程序、A/D采樣和溫度測量子程序、溫度求解子程序、系統(tǒng)控制子程序、除濕子程序的設(shè)計(jì)。完成了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的通訊機(jī)房專用空調(diào)控制器的樣機(jī)制造。 借助于天津移動(dòng)的通訊機(jī)組設(shè)備,進(jìn)行長達(dá)一個(gè)月的實(shí)地測試,將樣機(jī)投入到實(shí)際的應(yīng)用中。實(shí)際運(yùn)行表明,將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略用于通訊機(jī)房專用空調(diào)的變頻節(jié)能系統(tǒng),該控制策略是合理與有效的。 【關(guān)鍵詞】：變頻空調(diào) 模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 節(jié)能控制 系統(tǒng)仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM925.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題背景及研究目的與意義10-11
• 1.1.1 課題的研究背景10-11
• 1.1.2 課題的研究目的和意義11
• 1.2 空調(diào)節(jié)能控制方式發(fā)現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 分段定點(diǎn)控制方法11-12
• 1.2.2 PI 控制方法12-13
• 1.2.3 模糊控制方法13-14
• 1.2.4 人工智能控制方法14
• 1.3 人工智能控制方法發(fā)展現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 人工智能理論的應(yīng)用領(lǐng)域15-17
• 1.3.2 人工智能理論在變頻空調(diào)控制技術(shù)上的應(yīng)用17-19
• 1.3.3 采用變頻控制的空調(diào)優(yōu)點(diǎn)19
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 變頻空調(diào)節(jié)能原理及控制策略21-30
• 2.1 變頻空調(diào)節(jié)能原理21-23
• 2.2 受控系統(tǒng)控溫過程概述23-24
• 2.3 被控對(duì)象的特征24-25
• 2.3.1 影響通訊機(jī)房溫度的因素24-25
• 2.3.2 通訊機(jī)房溫度控制過程主要特點(diǎn)25
• 2.4 建立控制方案選取25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 變頻節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)模型的建立30-45
• 3.1 受控房間模型的建立30-33
• 3.2 變頻節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)控制方案33-38
• 3.2.1 總控制策略的選擇33-34
• 3.2.2 變頻空調(diào)節(jié)能控制器的設(shè)計(jì)34-38
• 3.3 仿真結(jié)果分析38-43
• 3.3.1 系統(tǒng)響應(yīng)特性39-40
• 3.3.2 系統(tǒng)抗干擾性40-42
• 3.3.3 系統(tǒng)的魯棒性42-43
• 3.3.4 系統(tǒng)的綜合響應(yīng)特性43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第4章 變頻節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)硬件及軟件實(shí)現(xiàn)45-57
• 4.1 硬件電路設(shè)計(jì)45-50
• 4.1.1 硬件電路設(shè)計(jì)基本思想45
• 4.1.2 微控制器dsPIC 及其外圍電路45-46
• 4.1.3 溫度檢測和轉(zhuǎn)換電路46-47
• 4.1.4 隔離輸出電路47-48
• 4.1.5 操作和顯示電路48-49
• 4.1.6 電源電路49-50
• 4.2 軟件流程設(shè)計(jì)50-56
• 4.2.1 主程序50-51
• 4.2.2 A/D 采樣和溫度測量子程序51-53
• 4.2.3 溫度變化率求解和求解反饋溫度子程序53
• 4.2.4 中斷子程序53-55
• 4.2.5 系統(tǒng)控制方式子程序55
• 4.2.6 除濕子程序55-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第5章 變頻空調(diào)節(jié)能試驗(yàn)57-63
• 5.1 實(shí)物應(yīng)用57-59
• 5.2 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變頻空調(diào)節(jié)能試驗(yàn)59-62
• 5.2.1 試驗(yàn)條件59-60
• 5.2.2 試驗(yàn)方法60
• 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果60-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果68-71
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-73
• 致謝73

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