[发明专利]一种基于二级模糊控制的车厢内空气质量多目标调节方法

说明书

技术领域

本发明属暖通工程空气调节技术领域，特别是涉及一种基于二级模糊控制的车厢内空气质量多目标调节方法。

背景技术

目前我国的空调列车采用启停压缩机调节制冷量的方法进行空气温度的调节，采用固定新风量的新风供给方式调节车内空气的二氧化碳浓度。当客流量比较大时，车内负荷变化较大，温度调节显得比较缓慢，二氧化碳浓度超标，车内空气质量不佳，影响乘客的身心健康。为此人们提出了许多改善车内空气质量的建议和措施，但都比较片面。有的着重于换气，却忽略了满足乘客热舒适性的要求，有的很好的满足了热舒适性的要求，却无法保证车内换气的通畅。因此，如何应用多目标的优化方法，同时控制车内温度、车内二氧化碳浓度、车内湿度等参数的稳定是空调列车空气质量调节遇到的首要问题。笔者提出了基于模糊控制的理论，采取新风量和制冷量综合自动调节的方法，控制车内二氧化碳的浓度，维持车内温度的稳定。在此之前，已经公开了若干列车空气调节的文献和专利。例如，在论文《列车空调新风量和制冷量的自动调节》中提出了采用新风量和制冷量综合调节的办法，克服了以前固定新风量导致的不灵活的问题。论文《变制冷剂流量空调系统在列车卧铺车厢上的使用》采用了变频技术调节通风量，制冷的能力得到增强，简化了电子控制和动力系统。论文《自适应模糊控制和PLC在中央空调系统控制中的应用》将模糊控制的方法运用到了中央空调的控制当中，提高了控制的灵活性。以上文献都提出了一些对列车空气质量的调节方法，但是，还无法同时控制车内温度、车内二氧化碳浓度、车内湿度多个参数的稳定。在控制这些参数的时候，主要的局限是参数之间相互矛盾的问题，本发明采用二级模糊控制的方法完成了对多目标的优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于二级模糊控制的车厢内空气质量多目标调节方法，能够同时对车内温度、车内二氧化碳浓度、车内湿度多个相互矛盾的参数进行混合调节。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于二级模糊控制的车厢内空气质量多目标调节方法，包括下列步骤：

1）通过第一数据采集模块的传感器节点来采集车厢内空气质量参数信息，所述空气质量参数包括温度参数、二氧化碳浓度参数、湿度参数；

2）所述第一数据采集模块通过第一传输模块将空气质量参数传输给中央处理模块；

3）所述中央处理模块根据先验信息创建一级模糊控制列表；

4）所述中央处理模块将来自第一数据采集模块的空气质量参数与一级模糊控制列表中的数据进行比对后，输出一个方案参数，从而得到分别基于温度参数、二氧化碳浓度参数、湿度参数的三个方案参数；

5）所述三个方案参数输入二级模糊控制列表，所述二级模糊控制列表调节各个参数之间的矛盾，输出多目标优化调节方案；

6）所述中央处理模块根据多目标优化调节方案，得出最佳的控制方案，并将指令传输给列车上的空调调节模块；

7）所述空调调节模块根据中央处理模块的指令，对空气质量进行相应的调节；

8）重复步骤1～7，从而将车厢内空气质量参数控制在预设值。

所述中央处理模块包括A/D转换器、微处理器，所述A/D转换器输入端连接第一传输模块，输出端连接微处理器，所述微处理器包括一级模糊控制器、二级模糊控制器，所述微处理器还连接串口模块，所述串口模块还连接数据库。

所述空调调节模块包括温度调节模块、二氧化碳浓度调节模块、湿度调节模块，所述温度调节模块连接温度控制器，所述二氧化碳浓度调节模块连接换气阀门开关，所述湿度调节模块连接湿度控制器。

所述的步骤5中，二级模糊控制优先考虑温度、二氧化碳浓度，其次才考虑湿度。

所述步骤7后增加下述步骤：增加一个反馈模块，所述反馈模块包括第二数据采集模块、第二传输模块，所述第二数据采集模块将采集到的空气质量参数通过第二传输模块传输给中央处理模块；所述的步骤4替换为：通过来自第一数据采集模块和第二数据采集模块的空气质量参数计算出参数变换率，所述中央处理模块将参数变换率与一级模糊控制列表中的数据进行比对后，输出一个方案参数，从而得到分别基于温度参数、二氧化碳浓度参数、湿度参数的三个方案参数。

所述的步骤5中，二级模糊控制优先考虑考虑调节变化显著的参数。

所述第一传输模块、第二传输模块均以CC2430为核心。

有益效果

本发明相比现有技术具有下列有益效果：