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基于Q學(xué)習的供熱末端自適應PID控制算法
DOI:
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作者:
作者單位:

西安建筑科技大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院

作者簡(jiǎn)介:

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

TU995;TP273

基金項目:

“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(編號:2017YFC0704207)資助 ]自適應學(xué)習率方法。訓練出當前狀態(tài)下最優(yōu)的PID增益后,根據式(2)~式(7)計算出控制量,在控制量作用后再觀(guān)察新?tīng)顟B(tài)下的流量和室溫,比較前后時(shí)刻狀態(tài)獲得獎勵,并繼續進(jìn)行訓練學(xué)習,不斷通過(guò)觀(guān)察狀態(tài)訓練Q表,得出每個(gè)狀態(tài)下的PID增益以控制閥門(mén)開(kāi)度改變環(huán)境狀態(tài)。故結合Q學(xué)習PID控制算法的偽代碼如算法2所示


Heating end adaptive PID control algorithm based on Q learning
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    摘要:

    城市建筑集中供熱末端“全開(kāi)”和“全關(guān)”控制方式不僅熱舒適性差,也造成了較大熱損耗。為改善這一問(wèn)題,在研究了強化學(xué)習的基礎上提出基于Q學(xué)習PID參數的供熱末端流量控制算法。首先分析了散熱器等的熱動(dòng)態(tài)及傳熱過(guò)程,建立了供熱房間熱平衡數學(xué)模型,然后以PID控制算法為基礎,溫度偏差為控制器輸入,調節閥開(kāi)度控制量為輸出,選擇溫差變化為智能體獎懲的學(xué)習策略,通過(guò)Q學(xué)習算法對PID參數進(jìn)行在線(xiàn)自適應整定,最后在集中供熱末端流量調節的仿真實(shí)驗中驗證了控制器的調控性能并與傳統PID控制結果進(jìn)行了對比。實(shí)驗結果表明,基于Q學(xué)習的自適應PID流量控制算法能夠使室內溫度變化和調節閥開(kāi)度變化更加平緩,且節省約33%的供熱量,節能效果較明顯。

    Abstract:

    In the central heating of urban buildings, the “full open” and “fully closed” control modes at the end of heating not only have poor thermal comfort, but also cause large heat loss. For improving this problem, This paper proposes that the heating end flow control algorithm based on Q learning PID parameters is based on the study of reinforcement learning. First, we analyzed the thermal dynamics and heat transfer process of the radiator, and established a mathematical model of heat balance in the heating room. Then, the temperature deviation is the controller input, and the control valve opening degree control quantity is output based on the PID control algorithm. The temperature difference change is selected as the learning strategy of the intelligent body reward and punishment, and the PID parameters are adaptively adjusted online by the Q learning algorithm. Finally, we verified the controller"s regulation performance in the simulation experiment of central heating end flow regulation and compared with the traditional PID control results. The experimental results show that the adaptive PID flow control algorithm based on Q learning can make the indoor temperature change and the adjustment valve opening change more gradual, and save about 33% of the heat supply, and the energy saving effect is more obvious.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

段中興,趙莎,馬祥雙.基于Q學(xué)習的供熱末端自適應PID控制算法計算機測量與控制[J].,2020,28(6):80-85.

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歷史
  • 收稿日期:2019-11-20
  • 最后修改日期:2019-12-07
  • 錄用日期:2019-12-09
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2020-06-17
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