《空調系統多故障診斷及其容錯效率研究》是依託上海交通大學，由杜志敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空調系統多故障診斷及其容錯效率研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：杜志敏
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對空調系統實施容錯控制是為了排除故障、提高運行效率，而運行效率是否提高、提高多少，取決於診斷的能力和容錯的效果。如何定量評價空調系統的容錯效果？目前仍未見相關報導。本研究從用能效率的角度，探索空調系統容錯效果的定量評價機制，並研究針對異常能耗的快速檢測邏輯、多故障耦合的診斷及容錯方法。首先繪製空調系統的能耗圖譜，提取能耗與關鍵參數的關聯特徵。採用小波對能耗向量解耦，通過對能耗的高、低頻特徵進行空間多維標度分析來檢測故障。建立了上位級-下位級聯合的多故障解耦與診斷模型。對控制失效問題，確定了以相關參數組作為替補被控變數、人工神經網路作為輔助控制方法的容錯方案。最後，提出容錯效率的概念，定義了基準能耗與控制目標，建立了以熱舒適性（控制目標）為約束、能耗為指標的容錯效率評估模型。本研究將豐富空調故障診斷的研究內容，為空調容錯評價的行業標準制定提供參考，實現空調系統高效運行與節能。
結題摘要
按照項目計畫書的研究計畫，本項目主要開展了以下幾方面的研究工作： 1、2011年度：對實際中央空調系統進行了調研，特別是針對其核心環節（冷水機組和空調箱）的運行、控制、故障及能耗狀況進行了調研，為理論研究提供依據。結合調研情況，一方面以感測器、控制器和執行器為研究對象，對此類研究對象發生故障（稱為軟故障）後對空調系統的影響進行分析，另一方面，對系統及設備的硬故障及其與前述軟故障耦合對系統運行與能耗的影響進行了理論分析。在此基礎上，對空調系統軟硬故障的控制特性進行了研究。 2、2012年度：針對空調系統難以完全真實模擬的特性，提出了虛擬建築結合實物控制系統的研究思想。搭建了建築空調系統半實物混合仿真實驗台，完成了實驗台的軟硬體測試及系統整體調試等工作。該實驗平台可支持研究計畫中涉及的軟故障及部分硬故障的研究。提出了帶小波分析與分形預處理的神經網路故障檢測方法、基於聚類與灰箱模型的故障檢測方法及基於雙神經網路的故障檢測方法等。 3、2013年度：結合上年度提出的研究方法及理論，研究了空調系統故障檢測與診斷方法，開展了空調系統的容錯效率研究。首先，提出了基於神經網路及聚類分析的故障檢測與診斷方法，並將其套用於空調系統多種故障的測試中，效果良好。然後，提出了空調系統幾個重要的容錯效率指標，針對漏報警率、誤報警率以及檢測時間進行了研究與驗證。 通過三年的研究工作，建立了半實物仿真實驗台，發展了基於故障特性的故障檢測與診斷方法，評價了不同故障下的診斷及容錯效率。從而形成了一套完整的空調系統故障檢測、診斷、容錯控制與性能評價的方法。 本項目通過三年的研究工作，已完成項目計畫內容，基本達到了項目研究目的。在上面介紹的工作基礎上，目前已發表SCI國際期刊論文6篇，EI中文論文2篇，參加國際會議2次、國內會議3次，研究成果得到國內外同行的高度關注。
