[发明专利]基于新型模糊控制器的室内环境热舒适度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于新型模糊控制器的室内环境热舒适度控制方法，属于控制领域。 

背景技术

随着生活水平的提高，人们对室内居住热环境的要求也越来越高。创造一个舒适、节能和健康的热环境是人们一直关注的焦点。室内热环境的舒适性通常采用PMV指标衡量。在热舒适度控制方面，MacArthur首次将PMV(Predicted Mean Vote，预测平均投票数)指标作为控制目标引入空调的控制系统，提出了具体控制策略^[1]。随后又出现了基于最优化理论^[2]、模糊控制^[3]、预测算法^[4]、基于Wiener-Laguerre基状态空间模型^[5]等基于PMV指标的室内热舒适度控制。室外环境对室内热环境的影响较大，但是现有的居住环境热舒适度控制中，考虑到室外环境影响的较少。室内外环境参数之间具有相互耦合、非线性的关系，难以采用传统的数学方法进行建模分析，给创造理想的室内居住热环境带来困难。人的热感觉具有模糊性，因此选用模糊控制方法改善房间热环境的舒适性。在基于PMV指标的模糊控制器设计中，若考虑到室外参数，则模糊控制器的输入输出均含有多个变量。多变量控制系统中，模糊规则建立和模糊推理过程比较复杂。 

在热舒适度评价方面，Fanger教授提出的PMV指标最具代表性^[6]。该指标综合考虑了影响人体热舒适度的各个因素，代表了大多数人对热舒适度的评价。PMV指标可以表示为四个环境参数和两个人体参数的函数： 

PMV＝f(t_a，h_a，v_a，t_r，I_cl，W)       (1) 

式中：t_a是空气温度，h_a是空气相对湿度，v_a是空气流速，t_r是平均辐射温度，I_cl是人体的衣服热阻，W是人体的新陈代谢率。 

人体的热感觉与PMV值之间的关系如图1所示。 

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种新型的模糊控制器设计方法，通过直接建立输入输出变量之间的模糊关系结构矩阵来实现传统的模糊控制，进而对室内热环境进行优化控制。 

为实现上述技术方案，本发明采取如下技术方案： 

基于新型模糊控制器的室内环境热舒适度控制方法，该控制方法的实现步骤如下：

步骤1：首先利用室外温湿度检测系统采集数据，包括室外的温度和湿度； 

步骤2：将步骤1采集的数据及预测平均投票数PMV输入到新型模糊控制器中进行处 理，输出室内温度、湿度和风速的数值； 

步骤3：空气调节设备根据室内温度、湿度和风速的数值对室内空气进行调节； 

步骤4：完成对室内环境热舒适度的调节。 

所述步骤2中新型模糊控制器对输入数据的处理过程如下： 

1)首先将N组室外的温度及湿度记为： 

(Toi*,Hoi*,Tini*,Hini*,Vini*),i=1,...,N---(1)]]>