Modeling and Control in Air-conditioning Systems

این کتاب آخرین فناوری‌های مدل‌سازی و کنترل را در زمینه سیستم‌های تهویه مطبوع بررسی می‌کند. در ابتدا، روش حالت فضایی را برای توسعه مدل‌های دینامیکی همه اجزا در یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی معرفی می‌کند. مدل‌ها عمدتاً غیرخطی و بر اساس اصل بنیادی بقای انرژی و جرم هستند و از طریق خطی‌سازی به حالت فضایی تبدیل می‌شوند. این کتاب در ادامه به توضیح و بحث در مورد مدل‌های فضای حالت با کمک نظریه گراف و نظریه ساختار-ماتریس می‌پردازد.

بعداً روش‌های کالیبراسیون حسگر مجازی و سنجش مجازی (که برای سیستم واقعی بسیار مفید است) کنترل) همراه با یک مطالعه موردی نشان داده شده است. کنترل پیش‌بینی مبتنی بر مدل و کنترل بازخورد فضای حالت بر روی سیستم‌های تهویه مطبوع اعمال می‌شوند تا کنترل محلی بهتری را به دست آورند، در حالی که طرح کنترل هم‌افزایی سمت هوا و یک استراتژی بهینه‌سازی جهانی بر اساس روش تجزیه-هماهنگی توسعه داده شده‌اند تا بتوان به آن دست یافت. صرفه جویی در انرژی در سیستم تهویه مطبوع مرکزی در نهایت، استراتژی‌های کنترلی برای سیستم‌های VAV شامل کنترل حجم کل هوا و کنترل فشار استاتیکی برش و پاسخ در عمل مورد بررسی قرار می‌گیرند.

This book investigates the latest modeling and control technologies in the context of air-conditioning systems. Firstly, it introduces the state-space method for developing dynamic models of all components in a central air-conditioning system. The models are primarily nonlinear and based on the fundamental principle of energy and mass conservation, and are transformed into state-space form through linearization. The book goes on to describe and discuss the state-space models with the help of graph theory and the structure-matrix theory.

Subsequently, virtual sensor calibration and virtual sensing methods (which are very useful for real system control) are illustrated together with a case study. Model-based predictive control and state-space feedback control are applied to air-conditioning systems to yield better local control, while the air-side synergic control scheme and a global optimization strategy based on the decomposition-coordination method are developed so as to achieve energy conservation in the central air-conditioning system. Lastly, control strategies for VAV systems including total air volume control and trim & response static pressure control are investigated in practice.