,模型更新部14利用回歸分 析估算參數(shù)P的值,并將回歸方程式(13)公式化。
[0155] 同樣地,模型更新部14使用存儲于模型存儲部13的式(20)、和存儲于環(huán)境信息存 儲部12的環(huán)境信息,對參數(shù)μι~μ 4的值進行估算。此外,模型更新部14使用存儲于模型存儲 部13的式(23)、和存儲于環(huán)境信息存儲部12的環(huán)境信息,對參數(shù)Vo~V 8的值進行估算。
[0156] 功率消耗系統(tǒng)構建部15具有根據(jù)控制對象系統(tǒng)2的結構,使用模型更新部14所更 新的物理模型對功率消耗系統(tǒng)進行構建的功能。功率消耗系統(tǒng)為表示控制對象系統(tǒng)2的功 率消耗的模擬模型,其用于使到控制對象系統(tǒng)2運行結束為止的總功率消耗最小,并包含與 控制對象系統(tǒng)2的結構相應的功率消耗模型。功率消耗系統(tǒng)構建部15例如以Τ3為周期定期 地構建功率消耗系統(tǒng)。該周期Τ3例如為周期Tl以上。功率消耗系統(tǒng)構建部15事先存儲有表 示控制對象系統(tǒng)2的結構的結構信息。該結構信息例如可以根據(jù)控制對象系統(tǒng)2的物理結構 的變化(例如,控制對象機器的添加、撤除,配管的改造等)由管理者對其進行變更。功率消 耗系統(tǒng)構建部15也可以根據(jù)結構信息的變化對功率消耗系統(tǒng)進行構建。
[0157] 在這里,從冷凍水出口 47處送出的冷凍水在空調機6中與房間20的室內空氣進行 熱交換。之后,冷凍水吸收房間20的室內空氣的熱量并返回冷凍水入口 46。即,時刻t下的冷 凍水出口溫度Iwot加上時刻t下所吸收的熱量,即得到時刻t+Ι下的冷凍水入口溫度Iwi t+1。 艮P,時刻t+1下的冷凍水入口溫度Iwit+1由下述式(24)表示。
[0158] [數(shù)學式 24]
[0159] Iwit+i= (4.2 X Vt X Iw〇t+Ct)/ (4.2XVt) = (4.2X Iw〇t+P X (temit-Iw〇t) )/4.2··· (24)
[0160] 通過關于時刻t下的冷凍水出口溫度Iwot對該式(24)進行微分,可得到下述式 (25) 〇
[0161] [數(shù)學式 25]
[0162]
…(25)
[0163] 式(25)表示若將時刻t下的冷凍水出口溫度Iwot上升一個單位,會給時刻t+1下的 冷凍水入口溫度Iwi t+1帶來多大程度的溫度上升。如此,在時刻t開始時,隨著時間的變化, 熱量進入到房間20的室內,因此,如果不進行空氣調節(jié),則環(huán)境會發(fā)生變化。因此,為了在即 使熱量發(fā)生變化的情況下也能夠將環(huán)境維持為時刻t-Ι時的狀態(tài),需要對所需的制冷量進 行計算。在此,在運行控制裝置1中,為了在控制對象系統(tǒng)2整個運行期間降低功率消耗,使 用約束拉格朗日系統(tǒng)(constrained Lagrangian system)。
[0164] 功率消耗系統(tǒng)構建部15例如作為功率消耗系統(tǒng)而構建約束拉格朗日系統(tǒng)。功率消 耗系統(tǒng)15例如使用拉格朗日乘數(shù)q,構建由下述式(26)表示的約束拉格朗日系統(tǒng)。
[0165] [數(shù)學式 26]
[0166] …(26)
[0167] 式(26)的右邊第1項的括號內,表示時刻t下的控制對象系統(tǒng)2的功率消耗。在本例 中,控制對象系統(tǒng)2具有1個制冷機4、1個栗5、和1個空調機6。因此,在時刻t下的控制對象系 統(tǒng)2的功率消耗由制冷機4的輸入功率A t、栗5的輸入功率PAt和空調機6的輸入功率FAt之和 來表示。式(26)的右邊第2項表示約束模型。約束模型為表示控制對象系統(tǒng)2中的約束的模 型。在本例中,約束模型為熱量變化模型,表示時刻t下的制冷量必須等于時刻t時產生的新 熱量或應該被帶走的熱量。熱量變化模型為表示與控制對象系統(tǒng)2所造成的空調對象(在本 例中,為房間20)的熱量變化相關的約束的模型。
[0168] 如此,式(26)表示,通過選擇時刻t下的冷凍水出口溫度Iwot及流量V t,使時亥Ijt下 的制冷量與時刻t時產生的新的熱量或應該帶走的熱量相等,同時,使從時刻tO到時刻T為 止控制對象系統(tǒng)2的功率消耗的總和達到最小。時刻tO例如為在運行控制裝置1中計算控制 值的當前的時刻。時刻tO也可以為控制對象系統(tǒng)2的運行開始時刻。此外,時刻T為控制對象 系統(tǒng)2的運行結束時刻。當控制對象系統(tǒng)2無限期地運行時,時刻T為無限大。
[0169] 并且,約束模型也可以設定為,到房間20的室內溫度達到通過運行控制裝置1設定 的室內目標溫度為止,使時刻t下的制冷量(熱交換量)C t與時刻t下所產生的新的熱量Qit之 間的差達到最大。此外,約束模型也可以設定為,在房間20的室內溫度達到室內目標溫度 后,使時刻t下的制冷量C t與時刻t下產生的新的熱量Qit相等。
[0170] 通過將式(26)變形,可得到下述式(27)。
[0171] [數(shù)學式 27]
[0172] …(27)
[0173] 解式(27),可得到下述哈密頓方程式(28)。
[0174] [數(shù)學式 28]
[0175]
??(28)
[0176] 并且,式(28)中的函數(shù)ft( ·)由下述式(29)表示,函數(shù)ft+1( ·)由式(30)表示。
[0177] [數(shù)學式 29]
[0178] ….(2.9)
[0179] [數(shù)學式 30]
[0180] …(30)
[0181] 控制值計算部16具有如下功能:基于由功率消耗系統(tǒng)構建部15所構建的功率消耗 系統(tǒng),計算控制值??刂浦涤嬎悴?6例如以T3為周期定期地計算控制值。具體而言,控制值 計算部16通過解哈密頓方程式(28)而計算出時刻t下的冷凍水出口溫度Iwo t及流量Vt的最 佳值。然而,在時刻t下,由于無法獲取時刻t+Ι以后的環(huán)境信息,因此,無法直接求解哈密頓 方程式(28)。因此,下面對哈密頓方程式(28)的解法進行說明。
[0182] (解法 1)
[0183] 通過將從時刻t至時刻t+Ι為止的時間設為足夠小,能夠假設下述式(31)成立。
[0184] [數(shù)學式 31]
[0185]
-(31)
[0186] 式(31)意味著在足夠短的時間間隔內,外界空氣的環(huán)境沒有發(fā)生劇烈變化。因此, 可以假設下述式(32)及式(33)成立。
[0187] [數(shù)學式 32]
[0188] ft( · ) = ft+i( · )---(32)
[0189] [數(shù)學式 33]
[0190] Vt+i * Vf-(33)
[0191] 之后,通過將式(32)及式(33)代入哈密頓方程式(28)并進行整理,可得到下述系 統(tǒng)式(34)。
[0192] [數(shù)學式 34]
[0193]
*??(34)
[0194] 控制值計算部16讀出存儲于環(huán)境信息存儲部12的環(huán)境信息,并基于讀出的環(huán)境信 息獲取求解系統(tǒng)式(34)所需要的所有信息。這些信息可以直接從環(huán)境信息中獲取,或者基 于環(huán)境信息計算得到??刂浦邓愠霾?6使用這些信息對系統(tǒng)式(34)進行求解,從而計算出 時刻t下的冷凍水出口溫度Iwo t及流量Vt的最佳值。
[0195] (解法 2)
[0196] 在控制對象系統(tǒng)2開始運行時的0期的運行,即時刻0(t = 0)的初始運行中,房間20 中暫時未進行空氣調節(jié),因此認為房間20的室內溫度高于室內目標溫度。在這種狀況下運 行控制對象系統(tǒng)2時,為了使房間20的室內溫度迅速達到室內目標溫度,將制冷機4及栗5的 初始設定值設定為最大值(最大能力)來使其運行。在這種狀態(tài)下,控制對象系統(tǒng)2通過將制 冷機4及栗5的輸入設定為最大,從而達到最大的輸出△ Q〇。因此,可以說該最大輸入等于最 佳解。
[0197] 在此期間,控制對象系統(tǒng)2的運行可得到與最佳控制運行相同的結果。因此,將時 亥IjO作為時刻t-Ι,并將哈密頓方程式(28)的時刻返回一個單位前,從而能夠得到下述式 (35)〇
[0198] 「教舉式:沿?
[0199] "(35)
[0200] 之后,將函數(shù)ft( ·)代入式(29),并將哈密頓方程式(28)的第3式替換為式(35)的 第3式,從而可得到下述系統(tǒng)式(36)。
[0201][數(shù)學式況]
[0202]
…(36)
[0203]控制值計算部16讀出存儲于環(huán)境信息存儲部12的環(huán)境信息,并基于讀出的環(huán)境信 息獲取求解系統(tǒng)式(36)所需要的所有信息。這些信息可以從環(huán)境信息中直接獲得,也可以 基于環(huán)境信息計算得出。控制值計算部16使用這些信息對系統(tǒng)式(36)進行求解,從而計算 出時刻t下的冷凍水出口溫度Iwo t及流量Vt的最佳值。
[0204]控制值設定部17具有如下功能:為了將控制值計算部16所算出的控制值設定于控 制對象機器,向控制對象系統(tǒng)2發(fā)送控制指示。在本例中,控制值設定部17發(fā)送控制指示,該 控制指示用于將控制值計算部16所算出的冷凍水出口溫度Iwo t設定于制冷機4。此外,控制 值設定部17向栗5發(fā)送控制指示,該控制指示用于將控制值計算部16所算出的流量V t設定 于栗5??刂浦翟O定部17例如也可以將用于設定與流量Vt相對應的頻率的電流值發(fā)送給栗 5〇
[0205]控制值設定部17將房間20的室內目標溫度設定于控制對象系統(tǒng)2。房間20的室內 目標溫度由使用者設定于運行控制裝置1??刂浦翟O定部17例如通過將設定值寫入制冷機4 的控制部,并將與室內目標溫度相對應的電流的模擬信號發(fā)送給栗5的變頻器的外部控制 端子,從而進行控制??刂浦翟O定部17也可以將房間20的室內目標濕度設定于控制對象系 統(tǒng)2。房間20的室內目標濕度由使用者設定于運行控制裝置1。在這種情況下,也與室內目標 溫度相同地,控制值設定部17對控制對象系統(tǒng)2的控制對象機器進行與室內目標濕度相對 應的設定。
[0206] 接著,對具有上述結構的運行控制裝置1中的運行控制方法進行說明。圖5為表示 運行控制裝置1的運行控制方法的處理順序的一個例子的流程圖。
[0207] 如圖5所示,首先,環(huán)境信息收集部11同時接收由設置于控制對象系統(tǒng)2的探測器 所獲取的環(huán)境信息和表示各環(huán)境信息的獲取時間的時間信息。之后,環(huán)境信息收集部11使 接收到的環(huán)境信息與時間信息相對應并對其進行保存(收集步驟S11)。
[0208] 接下來,模型更新部14基于在收集步驟Sll中由環(huán)境信息收集部11所收集的環(huán)境 信息,對存儲于模型存儲部13中的各物理模型進行更新(模型更新步驟S12)。具體而言,模 型更新部14使用存儲于環(huán)境信息存儲部12中的環(huán)境信息中,在進行更新的時刻以前所取得 的一部分或者全部環(huán)境信息,對存儲于模型存儲部13中的物理模型的參數(shù)值進行估算。之 后,模型更新部14使用估算得到的參數(shù)值對物理模型的參數(shù)進行更新,從而更新物理模型。 模型更新部14例如利用統(tǒng)計學,并運用條件最小二乘法來估算參數(shù)值。
[0209] 接下來,功率消耗系統(tǒng)構建部15使用在模型更新步驟S12中由模型更新部14所更 新的物理模型,構建與控制對象系統(tǒng)2的結構相應的功率消耗系統(tǒng)(功率消耗系統(tǒng)構建步驟 513) 。功率消耗系統(tǒng)構建部15例如構