空气源热泵热水系统的分层递阶多agent控制方法实现

论文摘要

随着能源紧缺问题越来越严峻和节能减排任务的提出,空气源热泵由于其高效节能、使用安全等独特的优势受到商家的广发关注。然而,当前的空气源热泵热水系统依然存在不能充分利用空气热源和制水水温固定不变的问题。针对这点,本文主要致力于智能控制理论的研究,把模糊控制、BP网络以及分层递阶多agent控制理论引入到空气源热泵热水系统中,解决当前问题,提高系统的智能程度。主要研究成果如下:1)通过对空气源热泵工作特性的详细分析,采用分层递阶控制的层次结构把热水系统逐层分解成一个个子系统,每个子系统采用具有独立求解问题能力的agent分别实现,从而简化了控制线路,使复杂的控制系统简单化。2)针对制水水温固定不变的问题,把模糊控制技术引入到水箱水温设定控制中,设计了控制规则加权因子自适应的水温设定模糊判定器,使其能够以气温平均值和气温平均值变化量为输入变量自动将水箱制水水温设定在[39℃,52℃]范围内。3)针对不能合理配置机组启动时间使其工作在最佳制热效率下的问题,提出根据预测的热水装置的热水产率和制水任务约束合理调整机组启动时间的决策方案。通过对BP神经网络的学习研究,设计了热水装置的热水产率预测器,并把既加有动量因子又能动态调整学习速率的BP网络和只加入动量因子但不能动态调整学习速率的BP网络以及动态调整学习速率但没有加入动量因子BP网络的预测效果进行了对比分析。分析表明,既加有动量因子又能动态调整学习速率的BP网络具有较好的预测效果,能够满足工程实践需要。本文设计的空气源热泵分层递阶多agent控制的热水系统解决了空气源热泵热水系统当前存在的不能合理利用空气热源和固定温度制水的问题,对提高其节能增效性能具有良好的实践和经济效用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 空气源热泵的工作特性
• 1.2.1 环境空气温度对其制热性能的影响
• 1.2.2 水箱水温对其制热性能的影响
• 1.2.3 热水供水模式对热泵热水装置能源效率的影响
• 1.3 空气源热泵热水系统的节能方法研究现状
• 1.4 基于分层递阶多AGENT 控制的热水系统
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 分层递阶多agent 控制理论
• 2.1 分层递阶智能控制的提出
• 2.2 分层递阶控制系统的原理
• 2.3 分层递阶控制的结构
• 2.4 分层递阶多AGENT 控制研究
• 2.4.1 agent
• 2.4.2 agent 的分类
• 2.4.3 agent 的特性
• 2.4.4 多agent 系统
• 2.4.5 多agent 系统的体系结构
• 2.4.6 分层递阶多agent 控制结构
• 2.4.7 分层递阶控制系统中的agent 研究
• 第三章 协调级水温判定agent 设计
• 3.1 引言
• 3.2 模糊控制理论
• 3.2.1 模糊控制的发展
• 3.2.2 模糊控制理论的研究
• 3.2.3 模糊控制的原理
• 3.2.4 模糊控制器的组成
• 3.3 水箱水温设定模糊判定器设计
• 3.3.1 确定语言变量
• 3.3.2 确定语言值的隶属度函数
• 3.3.3 加权因子自适应模糊控制器设计
• 3.3.4 控制规则制定与解模糊
• 3.4 本章小结
• 第四章 协调级热水产率预测agent 设计
• 4.1 引言
• 4.2 神经网络的特点
• 4.3 神经网络的应用
• 4.4 神经网络的类型
• 4.5 BP 网络
• 4.5.1 BP 网络的前馈计算
• 4.5.2 BP 网络权值的调整
• 4.5.3 BP 网络学习算法的计算步骤
• 4.5.4 传统BP 网络存在的缺陷
• 4.5.5 BP 网络的改进
• 4.6 热水产率预测AGENT 设计
• 4.6.1 预测模型的结构设计
• 4.6.2 BP 网络的设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 分层递阶多agent 在空气源热泵热水系统中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 分层递阶多AGENT 控制架构
• 5.3 分层递阶多AGENT 控制系统实现
• 5.3.1 系统的决策控制方案
• 5.3.2 组织级与协调级的设计
• 5.3.3 实时数据通信处理
• 5.3.4 执行级设计
• 5.4 系统控制装置的软件介绍
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录 （攻读硕士学位期间发表论文目录）
• 详细摘要