[发明专利]中央空调供冷过程控制对象的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及供冷控制技术，特别是涉及一种中央空调供冷过程控制对象的建模方法的技术。

背景技术

我国空调采暖能耗占全社会能耗27%，目前空调系统运行和管理多数停留在人工和半自动状态。从节能目的出发，完善城市空调制冷系统，实现空调系统的节能控制是异常重要的。在建筑节能减排领域，设计或改造空调控制系统，首先需要确定控制系统动态特性的数学模型，但是现有空调供冷过程控制对象的建模方法存在着以下缺陷：

1）目前动态特性建模法主要有阶跃响应法、脉冲响应法、频率响应法、相关分析法、谱分析法等，这些建模法往往对数据的长度比较敏感，需要大量的数据，另外建模的精度也比较低，因此不能满足节能改造应用的要求。

2）热工对象模型通常都采用单容加滞后特性描述，或采用双容加滞后特性描述，模型中的相关参数通常都采用飞升曲线来确定。当阶跃响应曲线比较规则的时候，常用的飞升曲线法有近似法、半对数法、切线法和两点法；当阶跃响应曲线不规则时，可以采用面积法来辨识模型参数。但是面积法对阶跃响应曲线的完整性要求比较高，必须获得完全进入稳态的过程输出曲线，当数据不满足完整性要求时，面积法会失效，而且这些方法普遍存在一个问题是在有噪声的情况下，精度会有所下降，甚至失效。

3）空调供冷过程具有大惯性、大时滞的特点，因此过程的滞后时间是供冷模型辨识的重要参数之一。在许多工业生产过程中，大部分纯滞后时间是由物料传输所致，对此可以通过近似估计得到，对离散时间模型，纯滞后时间一般取采样时间的整数倍，但在实际供冷过程中，有些过程变量无法测量，这导致滞后时间也无法进行测量。为了得到系统的滞后时间，需要把滞后时间常数构造在辨识矩阵方程中，但目前常规方法不能够自动辨识滞后时间。

4）阶跃响应曲线虽是一种测定过程动态特性的简单易行方法，但当过程长时间处于较大干扰信号作用时，被控量输出的变化范围可能会超过实际工艺所允许的范围，这使得建模阶跃响应曲线是一条未进入稳态的不完整曲线，因此这种情况不能使用常规飞升曲线法建模。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种对实验数据要求低，能直接辨识对象滞后时间，且建模精度高，抗干扰能力强，建模可靠性高的中央空调供冷过程控制对象的建模方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种中央空调供冷过程控制对象的建模方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）使中央空调的控制对象输入量以脉冲方式阶跃变化多次，并测量每次控制对象输入量阶跃变化后的控制对象输出量脉冲响应值，获得控制对象脉冲响应样本，控制对象脉冲响应样本中包含有每次阶跃变化的控制对象输入量值及控制对象输出量脉冲响应值，从而获得中央空调供冷过程控制对象的脉冲响应曲线，再根据中央空调供冷过程控制对象的脉冲响应曲线求得中央空调供冷过程控制对象的阶跃响应曲线、斜坡响应曲线；

2）从控制对象脉冲响应样本中选取多次测量值列写差分方程，根据最小二乘法，有：

θ^=(UTU)-1UTC]]>