基于神经网络与模糊逻辑控制技术的_舒逸_智能空调控制器_图文

基 于 神 经 网 络 与模糊 逻辑
制 技术 的 “舒逸 控
张 良杰 王


智 能 空调 控制器

北京

李 衍达
!? #

清 华 大 学 自动 化 系

摘要

本 文 介绍 了 一 种 以 追 求 节 电
作 为 控 制 的 目标




舒适



低 噪 为 其 目的



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所 推 荐 的舒 适 度指标
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引言

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” 年 日本 “ 三 菱 重 〔 开 创 以 温 度

的 活 动 量 传 感器 与 神 经 网 络 技 术 沪一 体 量
,

根 据 室 内外 环 — 人 体状 态 境及
,

模糊 逻辑

活 动 量 与 着衣 量 #

自动 选 择 各 种 运 行
,

恒 定 为 日标 的 模 糊 控 制 变 频 调 速 空 调 器 以 来
,

模 式 和 调 节 最 佳 目标 温 度 等 参 数 求


从而 保

随 着 现 代 传 感技 术 和智 能 控 制技 术的
,

证 在 各种 条件 卜 足 使 用者感 觉舒 适的 要 满 但 山于 日 本 将 与此 相关的 技术 对 国外
,

迅 猛 发展 制


空 调控 制 器 的 控 制 日标 己 逐 步
?( Ν

转 向 了 以 人 体 舒适 度
ΘΘ前
,

为 日标 的 控

绝对保密

因 而即 使欧 美



香港



台 湾等


仪 有 日 本 几 家 人 公 司 能 集 先进

国 家 的 厂 商 亦不 能 生 产 这 种 空 调 机

Ρ 收 稿 日 上」 Π Π ? 年 & # 」 纱

??

?

制冷 学 报 & Σ

Π

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面 对 日益 增 加 的空 调 设备 需 求 市 场潜 力
,

模 糊 变频 调 速空 调 器控 Α 的 总体 方 案 Υ 3

国 内 已 有 不 少 单 位 对 此 项 目产 生 了 极
,

考虑 了
于 一体

Ρ

融 先进 的 传感 技术

活 动量 传 感

大的兴趣

但 许 多 单 位 都 在技 术 方 面 遇 到
,

器# 与智能推理技术
,

用于着衣量预测#

了各 式 各样 的 困难

主 要 在以 下 两 点

Ρ



采 用 了先进 的 人工 神 经 网络 信息 国 际 公 认 的 预测 平 均 表 决 值 #
Χ? Ω Ω Ξ + ? ?

先 需 要 研 制 先 进 的活 动 量 传 感 器 与
智能预测器 调 速控 制 测 体
、 、

?( Ν

处 理 技 术 来 预 测 表 征人 体 舒 适 程 度 的
?( Ν

Τ

其次 在 于它 还必 须 汇 集变 频 模糊逻辑 控制




,

神 经网络 预


并利用 先进的模糊 控制
Γ Ψ ?

Μ

冷 媒 流 量 自动 控 制 等 多 种 技 术 于 一 因 而 目前 还 尚 未见 到 此 类 空 调 面 市


# Φ 技术将

?( )
Τ

的值 最 有 效 地 控 制 采 用 特 定 的适 用 于

,

在人 体 满 意 数 值 之 内

但 这是一个机电
术含量产品 鉴于此
, ,

热 力学



无线电技术



电容 运 转 式 异 步 电动 机 的 变 频 调 速 技 术 Τ 研 制 了带 液 晶 显 示 器 的 多 用 途 空 调 遥 控 器

计 算 机 通 信 与 智 能 控 制 技 术 一 体 化 的 高技
它 将代表 我 国空 调 器产 业今


窗机

,

挂 壁 机 等 均 可 兼容 # 等
,



这 些先 进


后 的发 展方 向

的 智 能 传 感技 术
ΠΠ &

智 能 控 制 技 术 及 遥 控技 此

我们从
,

年 初起

,

组织 了

术 均 体 现 了 国 际 一 流 的 空调 控 制 水 平
所示


专 门的 开 发小 组 合协 作 下 器的研制


并 在有 关 技 术 人 员的 配

模 糊 变 频 调 速空 调 控 制 器 的 总 体 结 构 如 图

,

开 展 了 模 糊 变 频调 速 空调 控制
目前 以 原 理 型 样 机 的 形 式 实 现








了 目前 具 有 国 内 外 先 进 水 平 的 智 能 空 调 控

智 能 空 调 控 制 器的 各 主 要 部 件


制器

现 将 其 结 构 及 主 要 功 能 做 一 介绍

?( Ν

智能 预测器 所推 荐 的 描 述 人体 舒 适
?( Ν





智 能 空 调 控 制 器 的 总体 结 构

?

一 一% % &

感 觉 的 平均 预 测表 决值

由以 下六 个

Λ

触 摸 式键 盘 备 用 #
及 强 制功 能 键 & 个 #
四 位 数码 管 显 示 器

Ζ

Λ

&
?

Λ

功 能 Σ 报 警指 示 灯

Λ

蜂鸣器

Χ? Ω Ω Ξ ? Κ ? Ψ : Φ

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Λ

Λ

器 感 传

活 动 量 传 感器 湿度传感器
,

个#
个#

压缩 机 单 机 变 频 调 速 器

构 机 动 驱

Ζ & ?

Λ

着 衣 量 钾 能预 测 器

Ζ &
?

Λ

电 子膨 胀 阀步 进 电 机
室 内凤 向控 制 步 进 电 机 室 内外 风 扇 等 继 电 器

Λ

# ’ 3

Λ



温 度 传 感器

%

个#

图 3

神 经 网络 一 模 糊 逻 辑 空 调 控 制器 框 图

& Σ

Π

?

制冷 学 报

Λ

??

Λ

因素 决定 度 量


,

即 湿度



空气 流速



空气温


体活 动 量 传 感 器和 一个 人 体着 衣量 预测 器

环境 辐射 温度 及人的 活动量 其 中前 四个因 素是 而 后 两个 则 为 人 的 状 态 因 素


着衣
因此
,





其 他 两 个参 数 根据 空 调机 运行 状况 和




室 内# 环境 因

时 效来预测和补 偿
框图如 图 Ζ 所示


?( Ν

智能 预 测 器 的



,

以 人的 舒 适 感 为控 制 指 标 的智 能空 调 控 制 器 一定 要用 若 干 个具 有 信 号处 理 功能 的智 能 传 感器 预测


值 得说 明的 是
极广 泛 的应 用 前 景

,

该 ?( Ν 预 测 器 具 有 它 可 以应 用 于所 有各
,

,

,

来 实 现 上述 因 素 参 数 的 检 侧 和


种 空 气 调 节 类的 产 品 的 更 新换 代 当 中 小到 电风扇 统




这些 智 能 传感 器 要 用到 的关 健 技术

,

大 到 集 中 供 暖 一一 致 冷 系


是 模糊 逻 辑 推 理 与神 经 网 络预 测技 术 我 们 研 制 的 智 能 控 制 器 中共 配 备 了
%



其 中一 些 技 术 还 可 以 很 容 易 地 应 用 于

个温

其 它智 能家 电产 品上

度 传 感器

,

一 个 相 对 湿 度 传感 器

,

一 个人

图 Ζ Ζ
Λ

?(Ν

智 能 预测 器

驱 动机 构


电机 等 组成 室 内外 凤 扇 继 电 器
、 、



其 中最 主要 的是 用 于 压缩 机
Ρ

该智 能 空 调控 制 器 的 驱动 机 构 主要 由 单相 变 频 调速 器 室 内风 向 控 制用 步 进 电机 电 子膨 胀 阀步 进

的 单 相 电 容 运 转 式 电机 变 频 调 速 器 的 研 制
,

其 主 要 结 构 框 图如 下

+?? 产生 ? # [ ( 波#

驱动 电路





功 率模 块
图&
&
Λ

压缩 机

变 频 调 速 器的 主 要 结 构 框 图
?
?
Λ

红 外 遥 控器


主控 制板
?( Ν

配 备 有 液 晶 显示 器 的 红 外 遥 控 器 由 位 单片机 来 控 制 液 晶 显示 屏 及 塑料 外 壳


智 能 空调 器 的 主控 制 板 采 用模 糊 逻辑 控制技术 为
Ρ
,

我 们 自行 设 计 了专 用 的 此红 外遥 控 器具
,

把 由 神经 网 络 所 预 测 的


值 控 制在 人 体 满意 的 范 围 内

其基 木 结构

有 完 善的 功 能

,

并 设 计成 通 用 型


以 便窗

扫 与 壁 挂 机 的 遥 控 器 兼容 Φ
?∴
Λ

制冷 学 报 & Σ

Π

? Π

?(Ν

变频 调 速 器 的 频 率 为
风速 风 向
,

Χ

Χ? Ω Ω Ξ +? ? Γ Ψ ? Φ Φ Κ Ψ

膨胀阀开 度
图 ?

主控制板框图

其 中电 子 膨 胀 阀 的 开 度 又 利 用 了 一 级
模 糊 控 制
ΚΚΨ #


?

触 摸 式 键 盘 控 制 与 红 外 遥 控 兼容 常 规开 关 型压 缩 机 与 变频 调 速 型 压 缩机 控 制 兼 容 常 规三 档 调 速风 机 与双 向可 控 硅

,

以 实 现 最 佳 的 能 效 比

” 舒 逸 空 调 智 能 控 制 器 的特 性及 功 能 简介







交流 调 压 风 机 控 制 兼 容

!

舒心 的 显 示 功 能
. 个 发 光 二 极 管 清 晰 指示 各 种运 行

Λ

先进 的 传 感 技 术
活 动 量 传 感器

自行研 制 自行 研 制
如温度


状态
/ 01

着 衣 量检 测 器 等 !
独到的控 制模 式

或 / 2 1 清晰 显 示 多 种 时 间 及

其 它 环 境 传感 器

湿度

温 湿 度 等参 数

!
模 糊 逻 辑 控 制 自动

优越 的 性 能 价 格 比 含液晶显示遥控器



该 空调 控 制 器 内外 控 制 板 等

神经 网 络

— 运行 模 式
智 能 化外 出

电容 运 转式 单 相 异 步 电机 变 频 调 速 器


,

估 价 在 千 元 人 民 币左 右


无人

控制 模 式

而 国 外 稍低 于 此 性 能 的 同 类 空 调 控 制 器 的

智 能 化 回 归 控 制 模式 智 能 化 的 睡眠 控 制 模 式 智 能 化 的 制 冷 制 热控 制 模 式 智能化 的风量风 向控 制模式 我感
? # ? ? %

价格 却 在两 千 五 百 元 左 右





应用前景


舒 逸 ”智 能 空 调 控 制 器 可 直 接 运 用 于


控制 模 式

挂壁 机 器具 中 器


窗机



柜机 及 一带 多等 多种 空 调


在 线 操 作 自学 习 模 式

,

其 中的 关 键 性 技 术 如 活 动 量 传 感
智 能 预 测器


!

卓越 的 控制 性 能
能 根据 设 定 的 温 度 值 自动 将舒 适 度 指 标 & ? ( 控 制 到 最 佳值 各种 运行模 式的高效 节能控 制 压 缩 机 自动 保 护


&? (

变频 调 速 器





流 量 控 制 技 术等 亦 可 直 接 用 于 多 种 家 电 产
品 的 更 新换 代 之 中 空 调 系统 的 改 造
,

如 目前宾 馆 内 的集 中

就 可在 每 个房 间 配置 一
,

过 欠 压 自动 检

先 进 的 活 动 量 传 感器 检测 房 间人 员 的 有无
与 多 少 来 自动 控 制 出 风 量 的 大 小 到 节 约 可 观 电 能 的 目的



测 及 自动 声 光 报 警控 制
) 一 ?+ 小 时 定 时 开 关 与 各 种 功 能 控

从 而达



舒逸 ” 智能 空 调控 制 器为 清 华大 学 自
,

匆 河
,

低噪



节电 的 变 频 调 速 控 制

动化 系 开发 化
,

为 尽 快 将 此 高技 术 成 果 产 业


电子膨胀 阀的模糊 逻辑控 制 室 内 风 扇 的 无 级 调 速控 制 良好 的 兼 容 特 性

我 们将 向全社 会 各大 空 调厂 家
, 。

高新



技 术 开发 区 寻求 合 作伙 伴

3七 推 进 我 国 同

,

空 调 控 制技 术 的 发 展
45
67 7 +

制冷 学 报

!

89

!


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