[实用新型]基于神经网络与模糊逻辑的智能空调控制器

说明书

本实用新型涉及一种基于神经网络与模糊逻辑的智能空调控制器。属于自动控制技术领域。

房间空调器的控制方法从机械式的恒温控制器已逐步转向了以微电脑为基础的智能控制。目前，国内的房间空调控制技术已普遍采用了以恒温控制为目标的微电脑控制，并在智能控制方法上亦逐步向模糊控制方向迈进。但随着现代传感技术和智能控制技术的迅猛发展，空调控制器的控制目标已逐步转向了以人体舒适度PMV（ISO－7730）为目标的控制。但现在，国内还缺少实用的人体活动量传感技术、着衣量预测技术、单相空调压缩机的变频调速技术、冷媒的变流量技术等，因而就国内目前而言，还没有集上述技术于一体、以追求舒适度指标为目的的智能空调控制器。

本实用新型的目的是借助先进的传感技术，利用人工神经网络智能信息处理技术预测出人体的舒适度指标PMV，然后利用模糊控制技术将PMV的值控制在最佳值（零值）附近。其主要控制手段是驱动单相或三相压缩机的变频调速器、风机风量及与之相应的电子膨胀阀开度，从而实现房间空调器的智能化控制。

本实用新型的内容是：基于神经网络与模糊逻辑的智能空调控制器，该控制器包括室内传感器、室外传感器、键盘及显示器接口电路、主控制单元、室内驱动机构、室外驱动机构和空调压缩机的变频调速器。主控制单元由微处理器U11、锁存器U12、外接RAM芯片U13、外接EPROM芯片U14及一个地址编码芯片U15组成，其中遥控信号由U11的hsi1和hsi2端口进入，键盘／显示器接口的中断请求信号送入hsi0端口。键盘及显示器接口电路由键盘／显示器接口芯片U31、译码器U32、缓冲器DIP11和DIP12、反相缓冲器U33和U34、数码管、触摸键盘与强制按键组成。室内传感器与室外传感器包括湿度传感器与温度传感器电路，由湿度传感器及跟随放大器LM1、室内温度传感器、室外温度传感器、多路模拟开关U41及相应的跟随放大器DIP26组成。室内、室外驱动机构包括驱动信号功率放大与接口电路，由功率放大芯片U61、U62、继电器SR和电子膨胀阀步进电机插头PINA4、风向控制用步进电机插头PINA3组成。变频调速器由逆变驱动及保护电路、整流滤波、六单元功率模块组成。

下面结合附图，详细介绍本实用新型的内容。

附图说明：

图1智能空调控制器原理框图

图2着衣量智能预测器原理框图

图3PMV智能预测器原理框图

图4变频调速器原理框图

图5带EPROM、RAM的主控制单元电路

图6键盘／显示器接口电路

图7可编程并口及硬时钟电路

图8湿度与温度传感器电路

图9活动量传感器数据读取与部分驱动信号锁存电路

图10部分驱动信号功率放大与接口电路

室内传感器包含环境因素检测用传感器、人体状态检测用传感器。在本实用新型的具体实施中采用了一个活动量传感器、一个着衣量智能预测器、一个湿度传感器、四个温度传感器（分别用于室内环境温度、室内风机出风温度、室内换热器进液温度、室内换热器出气温度的检测）等。其中的活动量传感器与着衣量智能预测器的具体工作原理与实施手段将在主控制单元中给予介绍。其它的温湿度传感器为常用型。

室外传感器主要由温度传感器构成。在实用新型的具体实施中采用了3个温度传感器，分别用于室外环境温度、室外换热器进液温度、室外换热器出气温度等的检测。

主控制单元主要由微处理器来实现。它负责室内外传感信号的采集、PMV神经网络智能预测、相应的数据处理及产生控制策略并执行之。

ISO－－7730所推荐的描述人体舒适感觉的平均预测表决值PMV由以下六个因素决定，即湿度、空气流速、空气温度、环境辐射温度及人的活动量、着衣量。其中前四个因素是（室内）环境因素，而后两个则为人的状态因素。因此，以人的舒适感为控制指标的智能空调控制器一定要用若干个具有信号处理功能的智能传感器，来实现上述因素参数的检测和预测。这些智能传感器要用到的关键技术是模糊逻辑推理与神经网络预测技术。