空调水力模块的控制系统及其方法与流程

本技术涉及智能控制领域，且更为具体地，涉及一种空调水力模块的控制系统及其方法。

背景技术：

1、空调水力模块是一个控制空调系统水流的装置，包络水泵、阀门、过滤器和水泵控电控柜等组件。它可以帮助优化空调的性能，确保合适的水流量和压力，从而提高能源效率和降低运行成本。

2、目前在实际生产生活应用中，中央空调系统安装变频泵已经非常普遍。目前变频泵的控制算法存在的问题有基于pid控制算法的方案已经无法满足对于高性能和高控制精度的需求，pid控制算法需要根据实际工程参数进行调节，调节过程繁琐、耗时、易出错，同时也存在参数变化带来的控制性能下降问题，这会导致空调水力模块的控制精度有限，无法实现更好地节能控制。

3、因此，期待一种优化的空调水力模块的控制方案。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种空调水力模块的控制系统及其方法，其基于变频泵出入口的温度差和温差变化率的联立表达来模拟中央空调系统的运行工况，并以解码器来进行解码回归以得到与模拟运行工况相适配的变频泵的工作频率解码值。这样使得所述空调水力模块的控制系统的变频泵的工作频率与中央空调系统的实时工况自适应地适配，提高了空调水力模块的控制精度，以实现更好的节能控制目的。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种空调水力模块的控制系统，其包括：

3、数据监控与采集模块，用于获取预定时间段内多个预定时间点的变频泵出入口的温度差和温差变化率；

4、温度差时序特征提取模块，用于将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差通过第一多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度温差特征向量；

5、温度差变化率时序特征提取模块，用于将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温差变化率通过第二多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度温差变化特征向量；

6、高斯融合模块，用于使用高斯密度图来融合所述多尺度温差特征向量和所述多尺度温差变化特征向量以得到融合特征矩阵；

7、空间增强模块，用于将所述融合特征矩阵通过空间注意力模块以得到增强融合特征矩阵；

8、鲁棒性聚类优化模块，用于对所述增强融合特征矩阵进行鲁棒性聚类优化以得到优化增强融合特征矩阵；以及

9、调控结果生成模块，用于将所述优化增强融合特征矩阵通过解码器以得到解码值，所述解码值用于表示当前时间点的变频泵的工作频率。

10、在上述空调水力模块的控制系统中，所述温度差时序特征提取模块，包括：第一尺度温度差特征提取单元，用于将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差输入所述第一多尺度邻域特征提取模块的第一卷积层以得到第一尺度温差特征向量，其中，所述第一卷积层具有第一长度的第一一维卷积核；第二尺度温度差特征提取单元，用于将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差输入所述第一多尺度邻域特征提取模块的第二卷积层以得到第二尺度温差特征向量，其中，所述第二卷积层具有第二长度的第二一维卷积核，所述第一长度不同于所述第二长度；以及，第一多尺度级联单元，用于使用所述第一多尺度邻域特征提取模块的级联层将所述第一尺度温差特征向量和所述第二尺度温差特征向量进行级联以得到所述多尺度温差特征向量。

11、在上述空调水力模块的控制系统中，所述第一尺度温度差特征提取单元，进一步用于：使用所述第一多尺度邻域特征提取模块的第一卷积层以如下第一卷积公式对所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差进行一维卷积编码以得到所述第一尺度温差特征向量；其中，所述第一卷积公式为：

12、

13、其中，a为第一一维卷积核在x方向上的宽度、f(a)为第一一维卷积核参数向量，g(x-a)为与第一一维卷积核函数运算的局部向量矩阵，w为第一一维卷积核的尺寸，x表示所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差，cov1(x)表示所述第一尺度温差特征向量。

14、在上述空调水力模块的控制系统中，所述第二尺度温度差特征提取单元，进一步用于：使用所述第一多尺度邻域特征提取模块的第二卷积层以如下第二卷积公式对所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差进行一维卷积编码以得到所述第二尺度温差特征向量；其中，所述第二卷积公式为：

15、

16、其中，b为第二一维卷积核在x方向上的宽度、f(b)为第二一维卷积核参数向量、g(x-b)为与第二一维卷积核函数运算的局部向量矩阵，m为第二一维卷积核的尺寸，x表示所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差，cov 2(x)表示所述第二尺度温差特征向量。

17、在上述空调水力模块的控制系统中，所述温度差变化率时序特征提取模块，包括：第一尺度温度差变化率特征提取单元，用于将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温差变化率输入所述第二多尺度邻域特征提取模块的第一卷积层以得到第一尺度温差变化特征向量，其中，所述第一卷积层具有第一长度的第一一维卷积核；第二尺度温度差变化率特征提取单元，用于将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温差变化率输入所述第二多尺度邻域特征提取模块的第二卷积层以得到第二尺度温差变化特征向量，其中，所述第二卷积层具有第二长度的第二一维卷积核，所述第一长度不同于所述第二长度；以及，第二多尺度级联单元，用于使用所述第二多尺度邻域特征提取模块的级联层将所述第一尺度温差变化特征向量和所述第二尺度温差变化特征向量进行级联以得到所述多尺度温差变化特征向量。

18、在上述空调水力模块的控制系统中，所述高斯融合模块，包括：融合高斯密度图构造单元，用于使用高斯密度图来融合所述多尺度温差特征向量和所述多尺度温差变化特征向量以得到训练融合高斯密度图；以及，高斯离散化单元，用于对所述训练融合高斯密度图中各个位置的高斯分布进行离散化处理以得到所述融合特征矩阵。

19、在上述空调水力模块的控制系统中，所述空间增强模块，包括：深度卷积编码单元，用于使用所述空间注意力模块的卷积编码部分对所述融合特征矩阵进行深度卷积编码以得到检测卷积特征图；空间注意力单元，用于将所述检测卷积特征图输入所述空间注意力模块的空间注意力部分以得到空间注意力图；激活单元，用于将所述空间注意力图通过softmax激活函数以得到空间注意力特征图；以及，计算单元，用于计算所述空间注意力特征图和所述检测卷积特征图的按位置点乘以得到所述增强融合特征矩阵。

20、在上述空调水力模块的控制系统中，所述鲁棒性聚类优化模块,包括：矩阵拆分单元，用于将所述增强融合特征矩阵进行按行的拆分以得到多个分类局部特征向量；聚类中心计算单元，用于计算所述多个分类局部特征向量的按位置均值向量作为所述增强融合特征矩阵的聚类中心；js散度值生成单元，用于分别计算所述增强融合特征矩阵的聚类中心与所述各个分类局部特征向量之间的js散度值以得到多个js散度值；高斯归一化处理单元，用于对所述多个js散度值进行高斯归一化以得到多个归一化js散度值；加权单元，用于以所述各个归一化js散度值作为权重，分别对所述各个分类局部特征向量进行加权以得到多个优化分类局部特征向量；以及，维度重构单元，用于将所述多个优化分类局部特征向量进行维度重构以得到所述优化增强融合特征矩阵。

21、在上述空调水力模块的控制系统中，所述调控结果生成模块，包括：矩阵校正单元，用于基于所述优化增强融合特征矩阵通过所述解码器得到的解码回归值，对所述优化增强融合特征矩阵中各个位置的特征值进行校正以得到校正后解码特征矩阵；以及，再解码单元，用于将所述校正后解码特征矩阵输入所述解码器以得到所述解码值。

22、根据根据本技术的另一个方面，提供了一种空调水力模块的控制方法，其包括：

23、获取预定时间段内多个预定时间点的变频泵出入口的温度差和温差变化率；

24、将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温度差通过第一多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度温差特征向量；

25、将所述多个预定时间点的变频泵出入口的温差变化率通过第二多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度温差变化特征向量；

26、高斯融合模块，用于使用高斯密度图来融合所述多尺度温差特征向量和所述多尺度温差变化特征向量以得到融合特征矩阵；

27、将所述融合特征矩阵通过空间注意力模块以得到增强融合特征矩阵；

28、对所述增强融合特征矩阵进行鲁棒性聚类优化以得到优化增强融合特征矩阵；以及

29、将所述优化增强融合特征矩阵通过解码器以得到解码值，所述解码值用于表示当前时间点的变频泵的工作频率。

30、与现有技术相比，本技术提供的空调水力模块的控制系统及其方法，其基于变频泵出入口的温度差和温差变化率的联立表达来模拟中央空调系统的运行工况，并以解码器来进行解码回归以得到与模拟运行工况相适配的变频泵的工作频率解码值。这样使得所述空调水力模块的控制系统的变频泵的工作频率与中央空调系统的实时工况自适应地适配，提高了空调水力模块的控制精度，以实现更好的节能控制目的。