集中空调系统状态空间建模及优化控制PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1集中空调系统仿真建模研究现状 1

1.1.1集中空调系统的部件模型研究现状 1

1.1.2集中空调系统的系统模型研究现状 6

1.2空调负荷预测模型研究现状 7

1.3集中空调系统优化节能控制研究现状 8

1.4本书内容及学术思想 9

第2章 空气-水表面式换热器状态空间模型 12

2.1模型假设及基本方程 12

2.1.1物理模型 12

2.1.2模型假设 13

2.1.3基本方程 13

2.1.4方程中相关参数的确定 15

2.2表面式换热器模型的状态空间表述形式 17

2.3模型实验验证 21

2.3.1实验条件和内容 21

2.3.2模拟结果和实验数据对比 22

2.4表面式换热器动态响应特性仿真 28

2.4.1不同扰量下的动态响应 28

2.4.2不同初始条件下的动态响应 31

2.5本章小结 45

第3章 制冷机组状态空间模型 46

3.1模型假设及基本方程 46

3.1.1物理模型 46

3.1.2模型假设 46

3.1.3基本方程 47

3.1.4方程中相关参数确定 49

3.2制冷机组模型的状态空间表述形式 51

3.3模型实验验证 54

3.3.1实验条件和内容 54

3.3.2模拟结果和实验数据对比 57

3.4制冷机组动态响应特性仿真 61

3.4.1不同扰量下的动态响应 61

3.4.2不同初始条件下的动态响应 67

3.5本章小结 82

第4章 冷却塔状态空间模型 84

4.1模型假设与基本方程 84

4.1.1模型假设 84

4.1.2基本方程 85

4.2冷却塔模型的状态空间表述形式 85

4.3模型实验验证 88

4.3.1实验条件和内容 88

4.3.2模拟结果和实验数据对比 89

4.4冷却塔动态响应特性仿真 94

4.4.1不同扰量下的动态响应 94

4.4.2不同初始条件下的动态响应 95

4.5本章小结 103

第5章 输配管道及动力设备状态空间模型 104

5.1直通风管状态空间模型 104

5.1.1模型假设和基本方程 104

5.1.2直通风管模型的状态空间表述形式 105

5.2合（分）流三通风管模型 108

5.3直通水管状态空间模型 110

5.3.1模型假设和基本方程 110

5.3.2直通水管模型的状态空间表述形式 110

5.4合（分）流三通水管模型 112

5.5风机/水泵状态空间模型 113

5.5.1风机状态空间模型 114

5.5.2水泵状态空间模型 115

5.6风阀/水阀状态空间模型 116

5.6.1阀门结构特性数学模型 116

5.6.2水阀状态空间模型描述 118

5.6.3风阀状态空间模型描述 118

5.7直通风管/水管模型实验验证 119

5.7.1直通风管模型验证 119

5.7.2直通水管模型验证 121

5.8直通风管/水管动态响应特性模拟 122

5.8.1直通风管动态响应模拟分析 122

5.8.2直通水管动态响应模拟分析 124

5.9本章小结 125

第6章 空调房间状态空间模型 126

6.1模型假设和基本方程 126

6.1.1模型假设 126

6.1.2基本方程 127

6.2空调房间模型的状态空间表述形式 128

6.3模型实验验证 131

6.3.1实验条件和内容 131

6.3.2模拟结果和实验数据对比 133

6.4空调房间动态响应特性分析 135

6.5本章小结 140

第7章 部件动态模型的图论描述及结构分析 141

7.1模型的图论方法描述 141

7.2模型的结构分析 148

7.2.1模型结构矩阵 148

7.2.2模型输入输出可达性分析 149

7.2.3模型结构可控性/可观性分析 155

7.3本章小结 159

第8章 基于部件的集中空调系统动态模型 160

8.1空调系统整体模型的图论描述 160

8.2部件的连接数学模型 165

8.2.1并联连接 165

8.2.2串联连接 166

8.2.3基于部件的系统集成 166

8.3系统模型实例及实验验证 168

8.3.1系统模型构建 168

8.3.2系统模型实验验证 170

8.4本章小结 173

第9章 基于状态空间模型的控制系统设计 174

9.1状态空间反馈控制系统设计原理 174

9.2空气-水表面式换热器控制系统设计 175

9.2.1状态空间反馈矩阵计算 175

9.2.2控制系统Matlab仿真 177

9.3制冷机组控制系统设计 179

9.3.1状态空间反馈矩阵计算 179

9.3.2控制系统Matlab仿真 181

9.4基于状态空间模型的预测控制系统设计 183

9.4.1输出多步预测模型 184

9.4.2最优预测控制律推导 184

9.4.3卡尔曼状态估计模型 186

第10章 空调系统部件动态响应仿真软件实例 188

10.1软件开发基本流程 188

10.2基于面向对象仿真 191

10.2.1面性对象仿真的特点 191

10.2.2面向对象仿真的建模框架 192

10.2.3面向对象仿真的控制结构 194

10.3空气-水表面式换热器动态响应仿真软件 195

10.3.1软件功能及软件基本框架 195

10.3.2软件界面演示 196

10.4制冷系统动态仿真软件 198

10.4.1软件功能及软件基本框架 198

10.4.2软件界面演示 199

第11章 空调负荷预测模型研究 204

11.1典型空调负荷预测模型介绍 204

11.1.1 MLR预测模型 204

11.1.2 ARIMA预测模型 205

11.1.3 GM预测模型 206

11.1.4 ANN预测模型 208

11.2基于残差组合预测修正的R1BF神经网络空调负荷预测模型 209

11.2.1 RBF神经网络预测 210

11.2.2 RBF神经网络残差的组合预测模型 211

11.2.3预测模型的工作流程及理论预测误差 213

11.3预测模型的应用实例分析 215

11.4本章小结 219

第12章 基于人体热舒适的室内空调温度设定模型 220

12.1人体热舒适指标PMV方程 220

12.2空调室内优化设定温度的影响因素分析 221

12.3空调室内优化设定温度模型 225

12.5本章小结 227

第13章 集中空调系统优化节能运行工况优化 228

13.1关键部件能量模型 228

13.1.1制冷机组能耗模型 228

13.1.2水泵/风机能耗模型 230

13.1.3冷却塔换热模型 230

13.1.4表面式换热器换热模型 231

13.2集中空调系统运行工况递阶优化模型 233

13.2.1系统分解 233

13.2.2子系统局部优化运行工况模型 234

13.2.3系统全局优化运行工况模型 239

13.2.4全局优化运行工况模型求解方法 240

13.3实例分析 245

13.3.1实例概况及实测情况 245

13.3.2相关经验模型的确定 246

13.3.3全局优化运行工况模拟及节能分析 252

13.4本章小结 257

参考文献 259

附录A状态空间模型的求解 272

附录B控制系统的状态空间设计 276

附录C大系统“分解-协调”寻优理论与算法 282