📄Работа №202370
Тема: Автоматизация идентификации температурного состояния помещений зданий на основе режимных карт
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
49 листов
Год:
2019
Просмотров:
86
4490
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИЗ ЗАДАЧ И ПРОБЛЕМ КНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ 9
1.1 Задача контроля качества функционирования системы отопления
зданий с использованием сенсорных сетей 9
1.2 Обзор литературы 10
1.3 Постановка цели и задач исследования 13
2 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЯ
НА ОСНОВЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ 15
2.1 Модель температурного режима помещений 15
2.2 Модель температурного режима помещения с учетом неизмеряемых
возмущений с неизвестными режимами действия 23
2.3 Контроль температурного режима помещения на основе нейронных
сетей 25
3 ОБЗОР СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ
ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ 39
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ 45
4.1 Экспериментальные исследования модели температурного состояния помещений здания на основе основных факторов оказывающих влияние .... 45
4.2 Экспериментальные исследования модели температурного состояния помещений здания на основе основных и дополнительных факторов
оказывающих влияние 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
Перечень сокращений 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ A 74
Текст программы реализации искусственной нейронной сети на языке
Python 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 748
Схемы и чертежи 748
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИЗ ЗАДАЧ И ПРОБЛЕМ КНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ 9
1.1 Задача контроля качества функционирования системы отопления
зданий с использованием сенсорных сетей 9
1.2 Обзор литературы 10
1.3 Постановка цели и задач исследования 13
2 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЯ
НА ОСНОВЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ 15
2.1 Модель температурного режима помещений 15
2.2 Модель температурного режима помещения с учетом неизмеряемых
возмущений с неизвестными режимами действия 23
2.3 Контроль температурного режима помещения на основе нейронных
сетей 25
3 ОБЗОР СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ
ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ 39
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ 45
4.1 Экспериментальные исследования модели температурного состояния помещений здания на основе основных факторов оказывающих влияние .... 45
4.2 Экспериментальные исследования модели температурного состояния помещений здания на основе основных и дополнительных факторов
оказывающих влияние 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
Перечень сокращений 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ A 74
Текст программы реализации искусственной нейронной сети на языке
Python 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 748
Схемы и чертежи 748
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка и исследование автоматизированной системы идентификации температурного состояния помещений зданий на основе анализа режимных карт. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения энергоэффективности систем теплоснабжения, которые часто функционируют на основе эмпирически подобранных оператором параметров, что не обеспечивает оптимального расхода энергоресурсов и поддержания теплового комфорта. Основным результатом является разработанный алгоритм, включающий сбор данных сенсорной сетью, построение модели температурного режима, обработку данных нейронной сетью для выявления возмущающих факторов и их последующую идентификацию. Экспериментальные исследования на реальном объекте подтвердили работоспособность предложенного подхода. Научная значимость заключается в развитии методов моделирования тепловых режимов с учетом нестационарных возмущений, таких как инсоляция и внутренние теплопоступления, а практическая — в создании основы для интеллектуальных систем управления отоплением, способных адаптироваться к изменяющимся условиям. Обзор литературы, включающий работы Фангера по тепловому комфорту, Кинтнера-Майера по беспроводным сенсорным сетям для зданий, Хаджаенасири по IoT-решениям в энергетике и Преки по усовершенствованному регулированию отопительных приборов, демонстрирует междисциплинарный характер решаемой задачи и ее соответствие современным тенденциям в области умных зданий и энергосбережения.
📖 Введение
На сегодняшний день развитие систем теплоснабжения являются перспективным направлением и имеет большой потенциал. Развитие систем теплоснабжения влечёт за собой сбережение энергоресурсов. Наиболее рациональное решение энергосбережения имеет больший экономический эффект.
Большинство систем энергосбережения основаны на автоматизированных системах с "простыми" алгоритмами, где начальные условия и основные показатели задает человек(оператор). Например, достаточно часто при управлении тепловым режимом зданий по температурному графику для соблюдения требуемых температур помещений инженеры управляющих компаний экспериментально подбирают значения температуры подаваемого теплоносителя для указанных в графике температур наружного воздуха. Наша задача состоит в том, чтобы выполнить подготовительные работы для разработки передовой автоматизированной системы теплоснабжения здания - выполнить автоматизированный контроль температурного состояния помещений зданий на основе режимных карт.
В настоящее время, на эту проблему всё более часто обращают внимание. Так как в связи с развитием технологий появились новые возможности по реализации автоматизированных систем теплоснабжения. Опираясь на опыт других людей, выполним поставленную цель - построим модель температурного режима помещений здания с учетом наличия различных возмущающих воздействий при ограниченном количестве информации о степени влияния возмущающих воздействий. Для достижения поставленной цели требуется выполнить следующие задачи: проанализировать систему мониторинга основного параметра температурного режима - температуры помещения; создать модель температурного режима помещения, учитывающую наличие различных возмущающих воздействий, реализовать алгоритм сбора и обработки данных температурного режима здания.
Внедрение современных технологий, автоматизация
теплоснабжения имеет большую актуальность. В основе разработок автоматизированных систем теплоснабжения лежат исследования, направленные на повышение точности определения степени влияния факторов, оказывающих воздействие на температуру внутри помещения, для дальнейшего повышения точности управления температурным режима помещений.
Большинство систем энергосбережения основаны на автоматизированных системах с "простыми" алгоритмами, где начальные условия и основные показатели задает человек(оператор). Например, достаточно часто при управлении тепловым режимом зданий по температурному графику для соблюдения требуемых температур помещений инженеры управляющих компаний экспериментально подбирают значения температуры подаваемого теплоносителя для указанных в графике температур наружного воздуха. Наша задача состоит в том, чтобы выполнить подготовительные работы для разработки передовой автоматизированной системы теплоснабжения здания - выполнить автоматизированный контроль температурного состояния помещений зданий на основе режимных карт.
В настоящее время, на эту проблему всё более часто обращают внимание. Так как в связи с развитием технологий появились новые возможности по реализации автоматизированных систем теплоснабжения. Опираясь на опыт других людей, выполним поставленную цель - построим модель температурного режима помещений здания с учетом наличия различных возмущающих воздействий при ограниченном количестве информации о степени влияния возмущающих воздействий. Для достижения поставленной цели требуется выполнить следующие задачи: проанализировать систему мониторинга основного параметра температурного режима - температуры помещения; создать модель температурного режима помещения, учитывающую наличие различных возмущающих воздействий, реализовать алгоритм сбора и обработки данных температурного режима здания.
Внедрение современных технологий, автоматизация
теплоснабжения имеет большую актуальность. В основе разработок автоматизированных систем теплоснабжения лежат исследования, направленные на повышение точности определения степени влияния факторов, оказывающих воздействие на температуру внутри помещения, для дальнейшего повышения точности управления температурным режима помещений.
✅ Заключение
В работе представлен вариант реализации автоматизированной системы контроля температурным режимом помещений здания с помощью сенсорной сети. Разработан алгоритм для реализации автоматизации идентификации температурного состояния помещений зданий на основе режимных карт. Построена модель температурного режима помещений на основе данных собранных с помощью использования сенсорной сети, о режимных характеристиках помещений и других особенностей здания, влияющих на режимные характеристики помещений. Выполнены экспериментальные исследования на реальном объекте. Обзор существующих материалов по данной тематике свидетельствует об актуальности работы.
Предложенный алгоритм готов к практическому применению. Обобщенный ход действий для автоматизации идентификации температурного состояния помещений состоит из 4-х действий:
1) сбор данных с помощью сенсорной сети;
2) построение модели температурного режима помещения на основе основных факторов оказывающих влияние;
3) обработка данных с помощью нейросети, для нахождения времени воздействия дополнительных факторов;
4) если обнаружено действие дополнительных факторов, то включение дополнительных факторов в модель температурного режима помещения и последующая их идентификация.
Предложенная модель позволяет идентифицировать температурный режим помещений на основании режимных характеристик, учитывающих расписание действия инсоляции и внутренних теплопоступлений, недоступных для непосредственного измерения. Применение индикаторных функций позволяет выполнять оценку степени воздействия этих возмущений на температуру воздуха
в помещении. При этом в модели учтено влияние температуры наружного воздуха по 2 канала: при тепловых потерях через ограждающие конструкции и при инфильтрации. Кроме того, в модели учитываются динамические характеристики протекающих тепловых процессов.
Также выявлена необходимость извлечения линейной составляющей зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха для идентификации температурного режима помещений, особенно в случае применения управления по температурному графику с использованием контроллеров погодного регулирования.
Полученная точность прогноза температуры воздуха в помещениях (0,03 °С), что менее чем 5%. Анализ статистических показателей результатов
моделирования свидетельствуют о высокой точности предложенной модели, что позволяет применять её в системах управления отоплением зданий, в том числе с использованием MPC-регуляторов.
Предложенный алгоритм готов к практическому применению. Обобщенный ход действий для автоматизации идентификации температурного состояния помещений состоит из 4-х действий:
1) сбор данных с помощью сенсорной сети;
2) построение модели температурного режима помещения на основе основных факторов оказывающих влияние;
3) обработка данных с помощью нейросети, для нахождения времени воздействия дополнительных факторов;
4) если обнаружено действие дополнительных факторов, то включение дополнительных факторов в модель температурного режима помещения и последующая их идентификация.
Предложенная модель позволяет идентифицировать температурный режим помещений на основании режимных характеристик, учитывающих расписание действия инсоляции и внутренних теплопоступлений, недоступных для непосредственного измерения. Применение индикаторных функций позволяет выполнять оценку степени воздействия этих возмущений на температуру воздуха
в помещении. При этом в модели учтено влияние температуры наружного воздуха по 2 канала: при тепловых потерях через ограждающие конструкции и при инфильтрации. Кроме того, в модели учитываются динамические характеристики протекающих тепловых процессов.
Также выявлена необходимость извлечения линейной составляющей зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха для идентификации температурного режима помещений, особенно в случае применения управления по температурному графику с использованием контроллеров погодного регулирования.
Полученная точность прогноза температуры воздуха в помещениях (0,03 °С), что менее чем 5%. Анализ статистических показателей результатов
моделирования свидетельствуют о высокой точности предложенной модели, что позволяет применять её в системах управления отоплением зданий, в том числе с использованием MPC-регуляторов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.