کنترل شرایط محیطی داخل ساختمان بر مبنای مدل و استفاده از روش کنترل پیش‌بین

Abstract

در این مقاله یک روش کنترلی با رویکرد کنترل پیش­بین مبتنی بر مدل به­منظور تنظیم دمای داخل ساختمان ارائه می­گردد. در سال­های اخیر بیشترین میزان مصرف انرژی در ساختمان­ها، مربوط به سیستم­های گرمایش، سرمایش و تهویه ­مطبوع بوده است. از همین­رو کنترل سیستم­های گرمایش، سرمایش و تهویه ­مطبوع در ساختمان­ها در راستای کاهش مصرف انرژی مورد توجه قرار گرفته ­است. در ابتدا یک مدل ساختمانی در نرم­افزار انرژی­پلاس طراحی و سپس تمام داده­های ورودی و خروجی، جهت شناسایی از این نرم­افزار استخراج می­شوند. در ادامه شناسایی سیستم به­روش مدل فضای­حالت انجام می­گیرد. سپس کنترل­کننده با رویکرد پیش­بین جهت کنترل دمای داخلی ساختمان طراحی می­گردد. نوآوری این مقاله در دو زمینه قابل بیان است، اول اینکه برخلاف اکثر پژوهش­های صورت گرفته، داده­های استفاده ­شده در قسمت شناسایی سیستم با فرض ایزوله نبودن اتاق­ها و وجود ارتباط دمایی بین اتاق­ها انجام شده­ است که باعث تولید مدلی دقیق­تر از سیستم می­گردد. دوماً در این پژوهش اثر دمای خارجی محیط به عنوان اغتشاش در نظر گرفته شده ­است و تأثیر آن در طراحی کنترل­کننده مورد بررسی قرار گرفته ­است. در پایان،نتایج به­دست­آمده از شبیه­سازی در افق یک­ ساعته، عملکرد خوب کنترل­کننده­ی پیش­بین مبتنی بر مدل نسبت به روش کنترل بهینه به­همراه کاهش مصرف انرژی در کنار حفظ شرایط مطلوب دمایی برای ساکنین در یک 24 ساعت را نشان می­دهد.