建筑室内非均匀湿度环境营造中的在线控制优化算法研究

For industrial and civil built environment, the guarantee of indoor air humidity is very important, and indoor air moisture environment is the key to control indoor humidity. In practical projects, with traditional lumped-parameter and feedback control method, there have been many problems in humidity control，e.g. local humidity parameter out of control, and adjustable oscillation. In recent years, creating non-uniform indoor environment and feedforward regulation, due to their high efficiency, have been more and more popular. However, a large amount of online computational prediction is a key issue affecting their applications. Therefore, to study the algorithms in online control indoor humidity of the non-uniform environment have great necessity and urgency. This study, for solve the actual problems in the current indoor humidity control, is to carry out non-uniform indoor humidity online control optimization algorithm. To quickly evaluate the expression for different needs of indoor air parameters as key points of control for different scenarios were established for the needs of multiple locations online humidity control optimization algorithm, and the algorithm is applied in the actual project. The results of this study may provide a theoretical basis for creating the non-uniform indoor environment in the feedforward control method.

对于工业生产和人居环境而言，建筑室内空气湿度的保障十分重要，而对室内空气湿环境的控制则是室内湿度保障的关键。在实际工程中，由于采用传统的集总参数的控制思想和反馈调节的控制方法，在湿度控制方面出现了诸多问题，如：局部湿度参数失控、以及调节振荡等。近年来，非均匀室内环境的营造方式和前馈调节的控制方法，由于其高效性而越来越受到重视。但是，大量的预测计算和在线计算量是影响其应用的关键问题。因此，开展非均匀环境营造中的室内湿度在线控制算法研究具有较大的必要性和迫切性。本课题针对目前室内湿度控制中出现的实际问题，开展室内非均匀湿度环境的在线控制优化算法研究。以满足室内不同需求的送风参数的快速计算表达式为关键点，针对不同的控制场景，分别建立同时满足多个位置湿度需求的在线控制优化算法，并对该算法在实际工程中进行应用研究及评价。本课题成果可为室内非均匀环境营造中的前馈控制方法提供理论基础。

建筑室内空气中的湿度控制十分重要，但在实际工程中，由于大多采用传统的集总参数的控制思想和反馈调节的控制方式，因而在湿度控制方面出现了局部参数失控、以及调节振荡等诸多问题。. 本课题针对目前室内湿度控制中出现的实际问题，开展室内非均匀湿度环境的在线控制优化算法研究。课题主要工作包括：针对通风空调房间的室内非均匀环境特征，开展了固定流场条件下湿度参数分布规律的理论研究，给出了在不同边界条件下计算室内湿度分布瞬时值的计算方法；采用实验研究方法，开展了在送风、室内源改变时空气中的组分扩散规律以及室内参数的分布特性研究，为非均匀环境下的气体组分参数分布规律的计算方法提供了实验数据支撑；归纳了室内非均匀环境下的两类基本控制场景，分析了在同一空间中控制点个数与可独立调节参数的风口数量的控制逻辑关系，提出用于非均匀环境的多点湿度参数在线控制模型；基于房间多点湿度参数的在线控制模型，结合具体应用实例对该理论模型进行应用与讨论，表明本控制模型可以结合设定的不同目标函数，实现不同的控制策略的优化；开展了室内湿度控制过程的实验研究，通过与传统反馈控制方式的对比，表明在复杂湿度环境或要求室内湿度精度较高的环境中，采用本模型比传统反馈控制方式更加具有优势；最后，对将自抗扰控制算法应用于室内环境参数的在线控制进行了探讨。. 通过课题研究，获得了满足不同需求下的送风参数的快速计算表达式和在线控制算法,针对不同的控制场景，分别建立满足多个位置、多个湿度需求的在线控制模型，并结合具体应用实例对该理论模型进行应用与讨论。本课题提出的用于室内非均匀湿度环境的控制理论算法，可实现同一空间内不同位置、不同需求的控制调节，避免传统的反馈调节所引起的振荡现象，提高了控制保障性。本课题成果可为室内非均匀环境营造中的前馈控制提供理论基础，对于室内非均匀环境参数的控制逻辑与策略优化具有重要意义和实用价值。