本發(fā)明涉及智能設(shè)備，更具體地說，它涉及一種壁掛鍋爐智能控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、壁掛式鍋爐是目前家庭供熱系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一。由于環(huán)境及用戶需求的動態(tài)變化，如何有效控制鍋爐運行狀態(tài)以達(dá)到節(jié)能環(huán)保和用戶舒適度的平衡一直是一個挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的控制方法如pid控制器雖然簡單有效，但需要大量經(jīng)驗參數(shù)調(diào)試，且無法適應(yīng)復(fù)雜多變的工況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種壁掛鍋爐智能控制系統(tǒng)及方法，解決相關(guān)技術(shù)中傳統(tǒng)的控制方法無法適應(yīng)復(fù)雜多變的工況的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種壁掛鍋爐智能控制方法，包括以下步驟：

3、步驟100，采集控制區(qū)域的供熱信息，供熱信息包括壁掛鍋爐信息和每個房間的房間信息，房間信息包括房屋屬性、房屋狀態(tài)、屋內(nèi)供暖設(shè)備信息和用戶信息，其中用戶信息包括用戶的偏好信息；

4、步驟200，將采集的供熱信息生成一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括一號數(shù)據(jù)矩陣和一號關(guān)系矩陣，一號數(shù)據(jù)矩陣的一個單元表示一個獨立對象的一號一維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，獨立對象包括房間和壁掛鍋爐，表示房間的一號數(shù)據(jù)矩陣的一個單元只包含該房間的房間信息，表示壁掛鍋爐的一號數(shù)據(jù)矩陣的一個單元只包含該壁掛鍋爐的壁掛鍋爐信息；

5、一號關(guān)系矩陣的第i行第j列的元素表示一號數(shù)據(jù)矩陣的第i個單元和第j個單元表示的獨立對象之間的關(guān)聯(lián)，如果存在關(guān)聯(lián)，則一號關(guān)系矩陣的該元素值為1，否則為0；

6、房間之間存在關(guān)聯(lián)指的是：房間屬性相同、房間在空間位置上相鄰；

7、房間與壁掛鍋爐存在關(guān)聯(lián)指的是：壁掛鍋爐會參與控制該房間的溫度；

8、步驟300，將一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入m個鍋爐控制模型，m為控制區(qū)域的房間的總數(shù)，鍋爐控制模型包括第一中間層、第二中間層和第一輸出層，其中第一中間層輸入一號一維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，輸出第一中間表示數(shù)據(jù)到第二中間層，第二中間層還輸入一號關(guān)系矩陣，第二中間層輸出第二中間表示數(shù)據(jù)到第一輸出層，第一輸出層輸出表示下一個控制周期內(nèi)的房間的所有供暖設(shè)備的控制參數(shù)；

9、步驟400，通過鍋爐控制模型輸出的下一個控制周期內(nèi)的房間的所有供暖設(shè)備的控制參數(shù)來控制對應(yīng)房間的所有供暖設(shè)備的運行。

10、進(jìn)一步地，屋內(nèi)供暖設(shè)備包括地暖、空調(diào)、電熱器。

11、進(jìn)一步地，所有供暖設(shè)備包括壁掛鍋爐和屋內(nèi)供暖設(shè)備。

12、進(jìn)一步地，第一中間層的計算公式如下：

13、ht＝tanh(whhht-1+wxhxt+bh)

14、其中ht表示第一中間層輸出的第t個第一中間表示數(shù)據(jù)，ht-1表示第t-1個第一中間表示數(shù)據(jù)，xt表示一號一維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的第t個數(shù)據(jù)項，whh和wxh是第一和第二權(quán)重參數(shù)，bh是第一偏置參數(shù)，tanh是雙曲正切函數(shù)。

15、進(jìn)一步地，第二中間層的計算公式如下：

16、

17、其中kv表示一號數(shù)據(jù)矩陣的第v個單元的第二中間表示數(shù)據(jù)，m(v)是與一號數(shù)據(jù)矩陣的第v個單元存在關(guān)聯(lián)的單元的集合，表示一號數(shù)據(jù)矩陣的第v個單元的一號以為結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入第一中間層時輸出的第n個第一中間表示數(shù)據(jù)，cv是一個歸一化常數(shù)，σ是sigmoid函數(shù)，wk表示第三權(quán)重參數(shù)。

18、進(jìn)一步地，第一輸出層的計算公式如下：

19、yv＝σ(wykv+by)

20、其中yv表示第一輸出向量，其第c個分量值表示第c個策略的概率值，選擇概率值最大的策略作為輸出，策略組內(nèi)包含所有可被執(zhí)行的策略，一個策略包括房間的所有供暖設(shè)備的一組運行參數(shù)，kv表示一號數(shù)據(jù)矩陣的第v個單元的第二中間表示數(shù)據(jù)，wy是out權(quán)重參數(shù)，by是out偏置參數(shù)，σ表示sigmoid函數(shù)。

21、進(jìn)一步地，鍋爐控制模型的訓(xùn)練方法包括以下步驟：

22、步驟101，初始化鍋爐控制模型的參數(shù)；

23、步驟102，觀察t時刻的供熱信息st，t時刻執(zhí)行的策略at、t+1時刻的供熱信息st+1，執(zhí)行策略at獲得的獎勵rt；

24、步驟103，然后計算策略誤差：

25、

26、其中δt表示t時刻的策略誤差，γ表示折扣系數(shù)，γ∈[0,1]，表示鍋爐控制模型輸入st+1時輸出的第一輸出向量中最大的概率值，表示鍋爐控制模型輸入st時輸出的第一輸出向量中對應(yīng)于策略at的概率值；

27、

28、其中ri表示第i個房間的用戶滿意度值，etotal表示控制區(qū)域的制熱總能耗，ti，分別表示第i個房間的實際溫度和期望溫度，λe，λc分別表示能耗和溫差權(quán)重系數(shù)；

29、步驟104，更新鍋爐控制模型，更新的公式如下：

30、

31、β∈[0,1]，β表示深度學(xué)習(xí)的步長，←表示傳遞更新；

32、步驟105，迭代步驟102-104，直至鍋爐控制模型收斂或者迭代次數(shù)達(dá)到設(shè)置的數(shù)值。

33、進(jìn)一步地，一個一號一維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括n個按照時間排序的數(shù)據(jù)項，第t個數(shù)據(jù)項表示第t個時刻采集的對應(yīng)的獨立對象的供熱信息。

34、進(jìn)一步地，包括：

35、數(shù)據(jù)采集中心，其用于采集控制區(qū)域的供熱信息；

36、數(shù)據(jù)生成模塊，其用于將采集的供熱信息生成一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；

37、策略生成模塊，其用于將一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入m個鍋爐控制模型，分別輸出表示下一個控制周期內(nèi)的所有房間的所有供暖設(shè)備的控制參數(shù)；

38、控制執(zhí)行模塊，其用于通過鍋爐控制模型輸出的下一個控制周期內(nèi)的房間的所有供暖設(shè)備的控制參數(shù)來控制對應(yīng)房間的所有供暖設(shè)備的運行。

39、本發(fā)明提供了一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其用于存儲計算機(jī)可讀指令，當(dāng)該計算機(jī)可讀指令被讀取時能夠執(zhí)行前述的一種壁掛鍋爐智能控制方法。

40、本發(fā)明的有益效果在于：

41、在控制區(qū)域存在多個房間需要供熱，并且包含多種供熱設(shè)備，在綜合考慮區(qū)域內(nèi)供熱設(shè)備的關(guān)聯(lián)影響，通過本發(fā)明的壁掛鍋爐智能控制方法，可以學(xué)習(xí)得到各房間壁掛鍋爐的最優(yōu)協(xié)同控制策略，使系統(tǒng)整體滿足溫度需求和用戶偏好，同時最小化總能耗。

技術(shù)特征：

1.一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，屋內(nèi)供暖設(shè)備包括地暖、空調(diào)、電熱器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，所有供暖設(shè)備包括壁掛鍋爐和屋內(nèi)供暖設(shè)備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，第一中間層的計算公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，第二中間層的計算公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，第一輸出層的計算公式如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，鍋爐控制模型的訓(xùn)練方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法，其特征在于，一個一號一維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括n個按照時間排序的數(shù)據(jù)項，第t個數(shù)據(jù)項表示第t個時刻采集的對應(yīng)的獨立對象的供熱信息。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壁掛鍋爐智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其特征在于，其用于存儲計算機(jī)可讀指令，當(dāng)該計算機(jī)可讀指令被讀取時能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1-8任一所述的一種壁掛鍋爐智能控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種壁掛鍋爐智能控制系統(tǒng)及方法，包括：采集控制區(qū)域的供熱信息；將采集的供熱信息生成一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；將一號二維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入M個鍋爐控制模型，分別輸出表示下一個控制周期內(nèi)的所有房間的所有供暖設(shè)備的控制參數(shù)；通過鍋爐控制模型輸出的下一個控制周期內(nèi)的房間的所有供暖設(shè)備的控制參數(shù)來控制對應(yīng)房間的所有供暖設(shè)備的運行；在控制區(qū)域存在多個房間需要供熱，并且包含多種供熱設(shè)備，在綜合考慮區(qū)域內(nèi)供熱設(shè)備的關(guān)聯(lián)影響，通過本發(fā)明的壁掛鍋爐智能控制方法，可以學(xué)習(xí)得到各房間壁掛鍋爐的最優(yōu)協(xié)同控制策略，使系統(tǒng)整體滿足溫度需求和用戶偏好，同時最小化總能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：李春江,杜希青,張波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島海盎暖通設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19