计量供暖系统的混杂自动机建模与控制策略研究
|
摘要
近年来，随着我国社会主义市场经济体制改革的深入，供暖改革提上日程，集中供暖分户计量势在必行。分户计量供暖系统的调节，需要新的理论和方法的指导，以提高集中供热的自动化水平和节能效果。那么如何更好的、适宜的采取有效的调节措施，就成为研究者所关心的课题。
本论文研究的主要目的就是将混杂控制系统这一新兴理论应用到集中采暖分户计量供暖系统的控制中去，基于混杂控制系统理论，改善集中供暖系统的控制措施，提高其调节性能，满足分户计量后对系统调节性能的更高要求。
本文在深入分析集中采暖分户计量供暖系统混杂特性的基础上，应用混杂控制系统理论，建立了集中采暖分户计量供暖系统的混杂自动机模型，提出了供暖系统控制调节策略，并且采用成熟的控制方法设计了底层连续控制器。
In recent years, with the penetrating of the reforms of the socialism market economy in our country, the reforms of central heating is on schedule, and heat metering is imperative for the central heating systems of our country. Adjusting of the heat metering systems needs the directions of the new theories and methods, to improve heating automation and of the effect of saving energy of central heating systems, then it becomes the interested problem for researcher how to take adjusting measures well and aptly.
The mostly aim of research in this thesis is that applying the theory of hybrid system which is emerging to the heat metering heating system, based on the hybrid control system theory, improving the control measures of the central heating systems, advancing the adjusting performances, satisfying the high requirement for the central heating systems after heat metering.
And based on the thoroughly analysis of the hybrid characters of the heat metering heating systems, applying the hybrid control system theory, the paper proposes the hybrid model of the heating system based on hybrid automata, and bring forward adjusting methods for the heating systems. At the same time, with the help of mature control method, continue controller is designed.
本论文研究的主要目的就是将混杂控制系统这一新兴理论应用到集中采暖分户计量供暖系统的控制中去，基于混杂控制系统理论，改善集中供暖系统的控制措施，提高其调节性能，满足分户计量后对系统调节性能的更高要求。
本文在深入分析集中采暖分户计量供暖系统混杂特性的基础上，应用混杂控制系统理论，建立了集中采暖分户计量供暖系统的混杂自动机模型，提出了供暖系统控制调节策略，并且采用成熟的控制方法设计了底层连续控制器。
In recent years, with the penetrating of the reforms of the socialism market economy in our country, the reforms of central heating is on schedule, and heat metering is imperative for the central heating systems of our country. Adjusting of the heat metering systems needs the directions of the new theories and methods, to improve heating automation and of the effect of saving energy of central heating systems, then it becomes the interested problem for researcher how to take adjusting measures well and aptly.
The mostly aim of research in this thesis is that applying the theory of hybrid system which is emerging to the heat metering heating system, based on the hybrid control system theory, improving the control measures of the central heating systems, advancing the adjusting performances, satisfying the high requirement for the central heating systems after heat metering.
And based on the thoroughly analysis of the hybrid characters of the heat metering heating systems, applying the hybrid control system theory, the paper proposes the hybrid model of the heating system based on hybrid automata, and bring forward adjusting methods for the heating systems. At the same time, with the help of mature control method, continue controller is designed.
引文
1 程乐平．集中供热的智能化系统研究．北京工业大学硕士论文．2003：1-3
2 秦力进．对住宅集中供暖分户计量的认识．工程建设与设计．2002，5：33-35
3 李德英，陈红兵，邵宗义．热力站供暖系统实行量化管理问题的探讨．2000年暖通空调制冷学术年会文集．北京，中国建筑工业出版社，2000：44-47
4 郑维民，徐桂聪，王连祺等．供热计量收费的试验研究．煤气与热力．1998，(5)：56-58
5 李德英等．计量供热系统动态控制理论初探．北京建筑工程学院学报．2002，18(4)：10-15
6 周恩泽，方修睦．供暖热水锅炉房的热负荷预测．哈尔滨建筑大学学报．2000，33(3)：56-60
7 王峰．对分户计量供热系统热负荷及室温变化规律的研究．太原理工大学硕士论文．2003：9-10
8 王瑛．智能PID算法的应用及混杂控制系统设计研究．南京理工大学硕士论文．2003：45-48
9 徐伟，邹瑜．供暖系统温控与热计量技术．中国计划出版社，2000年
10 蔡敬琅．也谈住宅供暖的分产热计量问题．暖通空调．2001，31(1)：29-31
11 肖兰生．住宅分户计量式供暖系统的设计要点．暖通空调．2000，30(4)：43-45
12 Hybrid Systems: Computation and Control, Third International Workshop, Nancy Lynch, Bruce H. Krogh (Eds.): HSCC 2000, Pittsburgh, PA, USA, March 2000
13 Hybrid Systems: Computation and Control, 4th International Workshop, M.D. Di Benedetto, A. Sangiovanni-Vincentelli (Eds.): HSCC 2001 Rome, Italy, March 28-30, 2001
14 Hybrid Systems: Computation and Control, 5th International Workshop, C.J. Tomlin, M.R. Greenstreet (Eds.): HSCC 2002, Stanford, CA, USA, March 25-27, 2002
15 李卫东．混杂动态系统的分析与控制．浙江大学博士学位论文．2003
16 李秀改，岳红，高东杰．复杂工业过程新型控制方法——混杂系统控制理论的研究．化工自动化及仪表．2001，28(5)：1-8
17 Special Issue on Hybrid Systems. Proceedings of IEEE. 2000
18 International Journal of Hybrid Systems. USA (Start publication in 2001)
19 郑刚等．混杂系统的研究进展．控制与决策．2004，19(1)：7-11
20 扬振宇，陈宗基．递阶混合控制系统的分析、综合与控制．控制与决策．1998，13(1)：75-79
21 秦世引，宋永华．混杂控制系统的结构体系分析．电力系统自动化．2000，6：5-9
22 张俊龙．基于混杂系统理论的电力系统紧急控制．北京工业大学硕士论文．2003：13-15
23 黄志强，苏颖．有限自动机在自动控制软件设计中的应用．华北电力大学学报．2002，29(1)：49-51
24 Alur R. and Dill D. A theory of Timed Automata Theoretic Computer Science. 1994, 126(1):183-235
25 尹增山等．切换系统优化控制方法研究．浙江大学学报．2002，36(2)：115-118
26 A.S. Matveev and A.V. Savkin, Qualitative Theory of Hybrid Dynamical Systems, Boston: Birkhauser, 2000
27 A.J. van der Schaft, An introduction to Hybrid Dynamical Systems, Lecture Notes in Control and Information Sciences, No. 251, London: Springer-Verlag, 2000
28 Control Using Logic-Based Switching, LNCS, No. 222. New York: 1996
29 Learning, Control and Hybrid Systems, Lecture Notes in Control and Information Sciences, No. 241. London: Springer-Verlag, 1999
30 Q. Pan, Y. Liang, G. Liu, H.Z. Zhang and G.Z. Dai, "Performance analysis of interacting multiple models algorithm," Proc. Of 14th World Congress of IFAC, Beijing, China, 1999, Vol. 1, pp. 163-168
31 石兆玉．供热系统运行调节与控制．清华大学出版社．1998
32 赵建成．适合计量收费的各种供暖方案．暖通空调．1999，29(1)：12-15
33 于芬蒂．集中供热系统中热用户节能措施的重要性．暖通空调．1999，29(1)：8-11
34 张英．谈住宅采暖设计发展趋势．区域供热．2001，(3)：27-29
35 宫克勤，刘晓燕等．供暖系统运行调节优化．大庆石油学院学报．2001，26(2)：128-130
36 孙致远，路广，路金岭．分户热计量应注意的问题．煤气与热力．2003，23(2)：105-106
37 郭强，徐学慧，分户计量时散热器个体调节功能的实现方法．建筑热能通风空调．2002，4：44-46
38 韩忠．变流量系统对供热系统的优化．科技情报开发与经济．2003，13(7)：55-57
39 蔡敬琅．也谈住宅供暖的分户热计量问题．暖通空调．2001，31(1)：29-31
40 李联友．陈忠海 李德英 陈红兵．分户计量供热系统调节方法分析．暖通空调．2004，34(1)：82-84
41 雷闫正．供暖系统运行的动态分析与可靠性设计．西飞科技．1995，1：15-19
42 雷闫正．热水供暖系统的间歇运行分析．西飞科技．1993，2：20-23
43 张治江，石久胜．热水间歇供暖加热过程数理模型．暖通空调．2001，31(2)：80-82
44 陈红兵，涂光备，陈华．计量供热系统总量控制的探讨．煤气与热力．2004，24(1)：30-32
45 涂光备，李建兴，高林．邻户传热对分户热计量的影响．暖通空调．2002，2(1)：32～33
46 康宏，郝存忠．热力站自控系统被控参数的选择．太原科技．2003，3：46-47
47 王美萍，苏保青．供回水平均温度供热调节控制系统．山西建筑 2002，28(12)100-101
48 候书新．按户计量供热系统模拟装置的实验研究．北京建筑工程学院学报．2003，19(1)：48-51
49 王起，梁雅滨，曾理，张少云．热计量供热系统调节方式．煤气与热力．2003，23(1)：33-36
50 Jacimovic, Branislav, Zivkovic, Branisav, Genic, Srbislav, Zekonja, Predrag Supply water temperature regulation problems in district heating network with both direct and indirect connection. Energy and buildings. Volume:28, Issue:3 November, 1998, 317-322
51 贺平，孙刚．供热工程．中国建筑工业出版社．1993
52 秦家伟，沈国民．热水锅炉供暖的智能控制技术．建筑热能通风空调．2001，6：59-61
53 李士勇．模糊控制和智能控制理论与应用．哈尔滨工业大学出版社．1990
54 荣莉，柴天佑，钱晓龙．加热炉过程控制技术的新策略——智能控制．控制与决策．2000，15(3)：269-273
55 C. haissing, Adaptive fuzzy temperature control for hydraulic heating systems IEEE International Conference on Control Applications Hawaii USA, August22-27, 1999, 582-588
56 曾克娥，谢庆国等．供热网时滞过程中的一种自适应模糊控制器．华中理工大学学报．2000，28(3)：111-113
57 李士勇．模糊控制·神经控制和智能控制论．哈尔滨工业大学出版社．1996
2 秦力进．对住宅集中供暖分户计量的认识．工程建设与设计．2002，5：33-35
3 李德英，陈红兵，邵宗义．热力站供暖系统实行量化管理问题的探讨．2000年暖通空调制冷学术年会文集．北京，中国建筑工业出版社，2000：44-47
4 郑维民，徐桂聪，王连祺等．供热计量收费的试验研究．煤气与热力．1998，(5)：56-58
5 李德英等．计量供热系统动态控制理论初探．北京建筑工程学院学报．2002，18(4)：10-15
6 周恩泽，方修睦．供暖热水锅炉房的热负荷预测．哈尔滨建筑大学学报．2000，33(3)：56-60
7 王峰．对分户计量供热系统热负荷及室温变化规律的研究．太原理工大学硕士论文．2003：9-10
8 王瑛．智能PID算法的应用及混杂控制系统设计研究．南京理工大学硕士论文．2003：45-48
9 徐伟，邹瑜．供暖系统温控与热计量技术．中国计划出版社，2000年
10 蔡敬琅．也谈住宅供暖的分产热计量问题．暖通空调．2001，31(1)：29-31
11 肖兰生．住宅分户计量式供暖系统的设计要点．暖通空调．2000，30(4)：43-45
12 Hybrid Systems: Computation and Control, Third International Workshop, Nancy Lynch, Bruce H. Krogh (Eds.): HSCC 2000, Pittsburgh, PA, USA, March 2000
13 Hybrid Systems: Computation and Control, 4th International Workshop, M.D. Di Benedetto, A. Sangiovanni-Vincentelli (Eds.): HSCC 2001 Rome, Italy, March 28-30, 2001
14 Hybrid Systems: Computation and Control, 5th International Workshop, C.J. Tomlin, M.R. Greenstreet (Eds.): HSCC 2002, Stanford, CA, USA, March 25-27, 2002
15 李卫东．混杂动态系统的分析与控制．浙江大学博士学位论文．2003
16 李秀改，岳红，高东杰．复杂工业过程新型控制方法——混杂系统控制理论的研究．化工自动化及仪表．2001，28(5)：1-8
17 Special Issue on Hybrid Systems. Proceedings of IEEE. 2000
18 International Journal of Hybrid Systems. USA (Start publication in 2001)
19 郑刚等．混杂系统的研究进展．控制与决策．2004，19(1)：7-11
20 扬振宇，陈宗基．递阶混合控制系统的分析、综合与控制．控制与决策．1998，13(1)：75-79
21 秦世引，宋永华．混杂控制系统的结构体系分析．电力系统自动化．2000，6：5-9
22 张俊龙．基于混杂系统理论的电力系统紧急控制．北京工业大学硕士论文．2003：13-15
23 黄志强，苏颖．有限自动机在自动控制软件设计中的应用．华北电力大学学报．2002，29(1)：49-51
24 Alur R. and Dill D. A theory of Timed Automata Theoretic Computer Science. 1994, 126(1):183-235
25 尹增山等．切换系统优化控制方法研究．浙江大学学报．2002，36(2)：115-118
26 A.S. Matveev and A.V. Savkin, Qualitative Theory of Hybrid Dynamical Systems, Boston: Birkhauser, 2000
27 A.J. van der Schaft, An introduction to Hybrid Dynamical Systems, Lecture Notes in Control and Information Sciences, No. 251, London: Springer-Verlag, 2000
28 Control Using Logic-Based Switching, LNCS, No. 222. New York: 1996
29 Learning, Control and Hybrid Systems, Lecture Notes in Control and Information Sciences, No. 241. London: Springer-Verlag, 1999
30 Q. Pan, Y. Liang, G. Liu, H.Z. Zhang and G.Z. Dai, "Performance analysis of interacting multiple models algorithm," Proc. Of 14th World Congress of IFAC, Beijing, China, 1999, Vol. 1, pp. 163-168
31 石兆玉．供热系统运行调节与控制．清华大学出版社．1998
32 赵建成．适合计量收费的各种供暖方案．暖通空调．1999，29(1)：12-15
33 于芬蒂．集中供热系统中热用户节能措施的重要性．暖通空调．1999，29(1)：8-11
34 张英．谈住宅采暖设计发展趋势．区域供热．2001，(3)：27-29
35 宫克勤，刘晓燕等．供暖系统运行调节优化．大庆石油学院学报．2001，26(2)：128-130
36 孙致远，路广，路金岭．分户热计量应注意的问题．煤气与热力．2003，23(2)：105-106
37 郭强，徐学慧，分户计量时散热器个体调节功能的实现方法．建筑热能通风空调．2002，4：44-46
38 韩忠．变流量系统对供热系统的优化．科技情报开发与经济．2003，13(7)：55-57
39 蔡敬琅．也谈住宅供暖的分户热计量问题．暖通空调．2001，31(1)：29-31
40 李联友．陈忠海 李德英 陈红兵．分户计量供热系统调节方法分析．暖通空调．2004，34(1)：82-84
41 雷闫正．供暖系统运行的动态分析与可靠性设计．西飞科技．1995，1：15-19
42 雷闫正．热水供暖系统的间歇运行分析．西飞科技．1993，2：20-23
43 张治江，石久胜．热水间歇供暖加热过程数理模型．暖通空调．2001，31(2)：80-82
44 陈红兵，涂光备，陈华．计量供热系统总量控制的探讨．煤气与热力．2004，24(1)：30-32
45 涂光备，李建兴，高林．邻户传热对分户热计量的影响．暖通空调．2002，2(1)：32～33
46 康宏，郝存忠．热力站自控系统被控参数的选择．太原科技．2003，3：46-47
47 王美萍，苏保青．供回水平均温度供热调节控制系统．山西建筑 2002，28(12)100-101
48 候书新．按户计量供热系统模拟装置的实验研究．北京建筑工程学院学报．2003，19(1)：48-51
49 王起，梁雅滨，曾理，张少云．热计量供热系统调节方式．煤气与热力．2003，23(1)：33-36
50 Jacimovic, Branislav, Zivkovic, Branisav, Genic, Srbislav, Zekonja, Predrag Supply water temperature regulation problems in district heating network with both direct and indirect connection. Energy and buildings. Volume:28, Issue:3 November, 1998, 317-322
51 贺平，孙刚．供热工程．中国建筑工业出版社．1993
52 秦家伟，沈国民．热水锅炉供暖的智能控制技术．建筑热能通风空调．2001，6：59-61
53 李士勇．模糊控制和智能控制理论与应用．哈尔滨工业大学出版社．1990
54 荣莉，柴天佑，钱晓龙．加热炉过程控制技术的新策略——智能控制．控制与决策．2000，15(3)：269-273
55 C. haissing, Adaptive fuzzy temperature control for hydraulic heating systems IEEE International Conference on Control Applications Hawaii USA, August22-27, 1999, 582-588
56 曾克娥，谢庆国等．供热网时滞过程中的一种自适应模糊控制器．华中理工大学学报．2000，28(3)：111-113
57 李士勇．模糊控制·神经控制和智能控制论．哈尔滨工业大学出版社．1996