Синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания

• Автор: Прокопчук, Елена Леонидовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Дзержинск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Введение
Глава 1 Анализ современных методов и средств энергосберегающего управления отопительными системами зданий

1.1 Анализ систем теплоснабжения

1.2 Анализ существующих методов и технических решений систем управления процессом подачи тепла на отопление здания
1.3 Сравнительная характеристика современных технических средств управления отопительными системами

1.4 Постановка цели и задач исследования Выводы по главе

Глава 2 Теоретические исследования и синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания
2.1 Анализ теплового режима здания. Установление перспекгивного направления в области управления процессом подачи тепла на отопление здания

2.2 Математическая модель теплового режима здания

2.2.1 Математическая модель процесса теплопередачи

через оболочку здания

2.2.2 Математическая модель теплового режима здания
2.3 Параметрическая идентификация математической модели теплового режима здания
2.4 Разработка структурной схемы упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания
2.4.1 Структурный синтез системы упреждающего
управления процессом подачи тепла на отопление здания
2.4.2 Синтез динамического компенсатора системы
управления
2.4.3 Параметрический синтез системы упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания
2.5. Оценка эффективности работы упреждающей системы управления. Определение допустимой ошибки прогнозирования
Выводы по главе 2
Глава 3 Разработка алгоритма прогнозирования температуры наружного воздуха и алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания
3.1 Анализ существующих методов прогнозирования
3.1.1 Простейшие методы прогнозирования
3.1.2 Модели прогнозирования, основанные на сглаживании
3.1.3 Регрессионные методы прогнозирования
3.1.4 Вероятностные методы прогнозирования
3.1.5 Нейросетевые модели
3.2 Разработка адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха
3.2.1 Разработка математической модели суточного хода температуры наружного воздуха
3.2.2 Адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха
3.2.3 Апробация разработанного адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха
3.3 Разработка алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания
Выводы по главе 3
Глава 4 Разработка упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания
4.1 Описание объекта управления. Выбор комплекса технических средств
4.2 Программная реализация алгоритма упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания
4.3 Программные аспекты реализации алгоритмов
упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания
4.3.1 Разработка программного обеспечения программнологического контроллера
4.3.2 Разработка программного обеспечения станции оператора
Выводы по главе 4 Заключение
Расшифровка аббревиатур Расшифровка переменных Список литературы
Приложение Л Экспериментальные данные для определения динамических характеристик элементов системы отопления
Приложение Б Статистические данные температуры наружного воздуха за один отопительный период
Приложение В АКТ о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс
Приложение Г АКТ об испытании объекта управления системы централизованного отопления здания первого корпуса ДПИ НГТУ
Введение
Актуальность


Проведен анализ методов и средств управления отопительными системами. Установлено перспективное направление управления процессом подачи тепла на отопление здания упреждающее управление процессом подачи тепла на фасады здания с использованием комбинированного метода регулирования. СУУ процессом подачи тепла на отопление здания. Проведен анализ систем отопления здания как объекта управления. Выявлены внешние и внутренние факторы, влияющие на температурный режим здания В соответствии с установленным перспективным направлением синтезирована комбинированная система упреждающего управления отоплением здания, обеспечивающая эффективность процесса подачи тепла на отопление здания в условиях значительной инерционности объекта по каналу управления и влияния климатических факторов. Новизна предложенного решения подтверждена патентом на полезную модель 9 Система управления процессом подачи тепла на отопление здания от г. Получено математическое описание динамического компенсатора, использованного как звено разомкнутого контура системы упреждающего управления. Разработана математическая модель теплового режима здания, используемая, для имитации объекта управления, позволившая провести апробацию разработанной упреждающей системы управления и найти ее настроечные параметры. В третьей главе рассмотрены известные методы прогнозирования, выявлены их недостатки, проанализирована возможность использования их для предсказания температуры наружного воздуха. Анализировались методы, основанные на простейших моделях прогнозирования и методы, основанные на сглаживании. В результате установлено, что для прогнозирования температуры на необходимый интервал прогнозирования 1,5 часа в системе управления не может использоваться ни один из рассмотренных методов. Проведена статистическая обработка большого массива экспериментальных данных 0 замеров и по обобщенным но месяцам многолетним лет статистическим данным изменения температуры в течение суток в г. Дзержинске Нижегородской области построена математическая модель суточного хода температуры наружного воздуха, а также определены ее параметры. На основе предложенной модели суточного хода температуры разработан адаптивный алгоритм сверхкраткосрочного до часов прогнозирования температуры. Проведена апробация адаптивного алгоритма сверхкраткосрочного прогнозирования температуры наружного воздуха с помощью разработанного на языке МаЙаЬ программного обеспечения с графическим интерфейсом пользователя, подтверждающая возможность использования алгоритма в системе упреждающего управления точность прогноза в солнечный день составляет не ниже ,5, в пасмурный ,2. На основе прогнознокомпенсационной схемы управления подачей тепла на отопление здания разработан алгоритм упреждающего управления процессом подачи тепла на отопление здания, с учетом разного влияния наружного климата на фасады здания. В четвертой главе выбраны технические средства упреждающей системы управления процессом подачи тепла на отопление здания. Разработано программное обеспечение станции оператора и программное обеспечение программнологического контроллера БтаПс 0 фирмы i свидетельство об официальной регистрации программы Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания от г. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на IV Всесоюзной, V, VI Международной молодежной научнотехнической конференции Будущее технической науки г. Нижний Новгород, г. XI, ХТ, XIII Нижегородская сессия молодых ученых г. Нижний Новгород, 0 6г. XIX, XX Международной научной конференции Математические методы в технике и технологиях г. Воронеж, г. Ярославль, г. VI Международной конференции Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности г. Москва, г. Публикации, По результатам выполненной работы опубликовано печатных работ, в том числе 3 научные статьи и тезисов докладов, получен патент па полезную модель 9 Система управления процессом подачи тепла па отопление здания от г. Программа управления процессом подачи тепла на отопление здания от г.