基于CQPSO算法的VAV空调系统温度控制方法与流程

文档序号:19380903发布日期:2019-12-11 00:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于cqpso算法的vav空调系统温度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤s1:初始化粒子群,设定种群数为m,粒子维数n,最大迭代次数t,设定比例系数kp、积分系数ki和微分系数kd的初始值ki(0)=[kp(0),ki(0),kd(0)],并设个体最好位置pi(0)=f(xi(0));

步骤s2:计算种群的平均最优位置;

步骤s3:对群体中的每一个粒子i(1≤i≤m),执行处理操作:

步骤s4:判断是否满足误差精度或达到预设迭代次数;若满足则执行步骤s5,否则,置t=t+1返回步骤s2;

步骤s5:得到并输出最优解ki(t)

步骤s6:将求得的ki(t)代入pid方程,得到基于cqpso的pid参数优化控制模型,并建立压力无关型变风量末端装置串级控制器。

2.根据权利要求1所述的基于cqpso算法的vav空调系统温度控制方法,其特征在于:所述cqpso算法具体为:

假设在一个n维的目标搜索空间内,有m个粒子构成的群体,其中第i个粒子的吸引子为pi=(pi,1,pi,2,…,pi,n),其坐标如式(1)所示;在每一维上以pi坐标pi,j为中心建立一个一维detla势阱,则第j维的坐标基本进化方程如式(2)所示。

pi,j(t)=φi,j(t)·pi,j(t)+[1-φi,j(t)]·gj(t)(1)

对于li,j(t)的评价,引入平均最好位置c(t),即所有粒子个体最好位置的平均,其定义如式(3):

li,i(t)通过式(4)来评价:

li,j(t)=2α·|cj(t)-xi,j(t)|(4)

根据式(2)和(4)可得到cqpso算法的进化过程如式(5):

xi,j(t+1)=pi,j(t)±α·|cj(t)-xi,j(t)|·ln[1/ui,j(t)](5)

式中,ui,j(t)~u(0,1);t为迭代次数;α为收缩-扩张系数;当ui,j(t)<0.5时,前符号取“-”,当ui,j(t)≥0.5时,α前符号取“+”;根据式(3)计算得到种群的平均最优位置。

3.根据权利要求2所述的基于cqpso算法的vav空调系统温度控制方法,其特征在于:所述收缩-扩张系数α求解如下

将量子粒子群分成三个子群,分别采用不同惯性权重生成策略;设粒子群的大小为m,第t次迭代中粒子xi的适应度值为fi;粒子群的平均适应度值为将适应度值优于favg的适应度值求平均值得favg′,适应度值次于favg的适应度值求平均得到favg″,再分别采用不同收缩-扩张系数α,生成规则如下:

fi>favg″

适应度值大于favg″的粒子为群体中较差的粒子,α=1.0

fi<favg′

适应度值小于favg′的粒子为群体中较优秀的粒子,α=0.5

favg′≤fi≤favg″

按照x条件云发生器根据粒子适应度值非线性动态调整粒子xi的收缩-扩张系数α。

4.根据权利要求2所述的基于cqpso算法的vav空调系统温度控制方法,其特征在于,所述步骤s3具体为:

步骤s31:计算粒子i的当前位置xi(t),并将xi(t)的适应度值与前一次迭代pi(t-1)的适应度值比较,若xi(t)的适应度值优于pi(t-1)的适应度值,,则pi(t)=xi(t),否则pi(t)=pi(t-1);

步骤s32:计算群体当前的全局最优位置,即将pi(t)的适应度值与前一次迭代的全局最优位置g(t-1)作比较,若f[xi(t)]<f[g(t-1)],则g(t)=pi(t-1);

步骤s33:对粒子i的每一维,根据式(1)计算得到一个随机点的位置;

步骤s34:根据不同的粒子适应度值采取不同的收缩-扩张系数α,其中普通的粒子群用云自适应调整收缩-扩张系数α,根据式(5)更新粒子的新位置。


技术总结
本发明涉及一种基于CQPSO算法的VAV空调系统温度控制方法,包括以下步骤:步骤S1:初始化粒子群;步骤S2:计算种群的平均最优位置;步骤S3:对群体中的每一个粒子,执行处理操作:步骤S4:判断是否满足算法结束条件,若满足则执行步骤S5,否则,置返回步骤S2;步骤S5:得到并输出最优解;步骤S6:将求得的最优解代入PID方程,得到基于CQPSO的PID参数优化控制模型,并建立压力无关型变风量末端装置串级控制器。本发明,CQPSO‑PID控制器具有超调量小,精度高的特点,能够获得良好的控制效果。

技术研发人员:赵超;王延峰
受保护的技术使用者:福州大学
技术研发日:2019.09.18
技术公布日:2019.12.10
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