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| 內容簡介： |
《集中空调系统状态空间建模及优化控制》系统论述了集中空调系统状态空间建模原理、过程及图论描述方法，阐述了基于部件的系统集成理论，介绍了集中空调系统优化节能控制关键技术，并结合具体对象对集中空调系统动态响应特性及优化节能控制策略进行了深入的分析和讨论。
《集中空调系统状态空间建模及优化控制》注重计算机仿真与实验相结合以及理论分析与应用实例相结合，是一部建筑环境与设备工程和自动控制学科深度交叉、系统反映最新成果的学术著作，对我国建筑环境与设备工程的学科发展和人才培养具有重要意义。《集中空调系统状态空间建模及优化控制》适合建筑环境与设备工程、制冷与低温工程及相关专业的本科生和研究生阅读参考。
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| 目錄：
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前言
主要符号说明
第1章 概述
1.1 集中空调系统仿真建模研究现状
1.1.1 集中空调系统的部件模型研究现状
1.1.2 集中空调系统的系统模型研究现状
1.2 空调负荷预测模型研究现状
1.3 集中空调系统优化节能控制研究现状
1.4 本书内容及学术思想
第2章 空气-水表面式换热器状态空间模型
2.1 模型假设及基本方程
2.1.1 物理模型
2.1.2 模型假设
2.1.3 基本方程
2.1.4 方程中相关参数的确定
2.2 表面式换热器模型的状态空间表述形式
2.3 模型实验验证
2.3.1 实验条件和内容
2.3.2 模拟结果和实验数据对比
2.4 表面式换热器动态响应特性仿真
2.4.1 不同扰量下的动态响应
2.4.2 不同初始条件下的动态响应
2.5 本章小结
第3章 制冷机组状态空间模型
3.1 模型假设及基本方程
3.1.1 物理模型
3.1.2 模型假设
3.1.3 基本方程
3.1.4 方程中相关参数确定
3.2 制冷机组模型的状态空间表述形式
3.3 模型实验验证
3.3.1 实验条件和内容
3.3.2 模拟结果和实验数据对比
3.4 制冷机组动态响应特性仿真
3.4.1 不同扰量下的动态响应
3.4.2 不同初始条件下的动态响应
3.5 本章小结
第4章 冷却塔状态空间模型
4.1 模型假设与基本方程
4.1.1 模型假设
4.1.2 基本方程
4.2 冷却塔模型的状态空间表述形式
4.3 模型实验验证
4.3.1 实验条件和内容
4.3.2 模拟结果和实验数据对比
4.4 冷却塔动态响应特性仿真
4.4.1 不同扰量下的动态响应
4.4.2 不同初始条件下的动态响应
4.5 本章小结
第5章 输配管道及动力设备状态空间模型
5.1 直通风管状态空间模型
5.1.1 模型假设和基本方程
5.1.2 直通风管模型的状态空间表述形式
5.2 合分流三通风管模型
5.3 直通水管状态空间模型
5.3.1 模型假设和基本方程
5.3.2 直通水管模型的状态空间表述形式
5.4 合分流三通水管模型
5.5 风机水泵状态空间模型
5.5.1 风机状态空间模型
5.5.2 水泵状态空间模型
5.6 风阀水阀状态空间模型
5.6.1 阀门结构特性数学模型
5.6.2 水阀状态空间模型描述
5.6.3 风阀状态空间模型描述
5.7 直通风管水管模型实验验证
5.7.1 直通风管模型验证
5.7.2 直通水管模型验证
5.8 直通风管水管动态响应特性模拟
5.8.1 直通风管动态响应模拟分析
5.8.2 直通水管动态响应模拟分析
5.9 本章小结
第6章 空调房间状态空间模型
6.1 模型假设和基本方程
6.1.1 模型假设
6.1.2 基本方程
6.2 空调房间模型的状态空间表述形式
6.3 模型实验验证
6.3.1 实验条件和内容
6.3.2 模拟结果和实验数据对比
6.4 空调房间动态响应特性分析
6.5 本章小结
第7章 部件动态模型的图论描述及结构分析
7.1 模型的图论方法描述
7.2 模型的结构分析
7.2.1 模型结构矩阵
7.2.2 模型输入输出可达性分析
7.2.3 模型结构可控性可观性分析
7.3 本章小结
第8章 基于部件的集中空调系统动态模型
8.1 空调系统整体模型的图论描述
8.2 部件的连接数学模型
8.2.1 并联连接
8.2.2 串联连接
8.2.3 基于部件的系统集成
8.3 系统模型实例及实验验证
8.3.1 系统模型构建
8.3.2 系统模型实验验证
8.4 本章小结
第9章 基于状态空间模型的控制系统设计
9.1 状态空间反馈控制系统设计原理
9.2 空气-水表面式换热器控制系统设计
9.2.1 状态空间反馈矩阵计算
9.2.2 控制系统Matlab仿真
9.3 制冷机组控制系统设计
9.3.1 状态空间反馈矩阵计算
9.3.2 控制系统Matlab仿真
9.4 基于状态空间模型的预测控制系统设计
9.4.1 输出多步预测模型
9.4.2 最优预测控制律推导
9.4.3 卡尔曼状态估计模型
第10章 空调系统部件动态响应仿真软件实例
10.1 软件开发基本流程
10.2 基于面向对象仿真
10.2.1 面性对象仿真的特点
10.2.2 面向对象仿真的建模框架
10.2.3 面向对象仿真的控制结构
10.3 空气-水表面式换热器动态响应仿真软件
10.3.1 软件功能及软件基本框架
10.3.2 软件界面演示
10.4 制冷系统动态仿真软件
10.4.1 软件功能及软件基本框架
10.4.2 软件界面演示
第11章 空调负荷预测模型研究
11.1 典型空调负荷预测模型介绍
11.1.1 MLR预测模型
11.1.2 ARIMA预测模型
11.1.3 GM预测模型
11.1.4 ANN预测模型
11.2 基于残差组合预测修正的RBF神经网络空调负荷预测模型
11.2.1 RBF神经网络预测
11.2.2 RBF神经网络残差的组合预测模型
11.2.3 预测模型的工作流程及理论预测误差
11.3 预测模型的应用实例分析
11.4 本章小结
第12章 基于人体热舒适的室内空调温度设定模型
12.1 人体热舒适指标PMV方程
12.2 空调室内优化设定温度的影响因素分析
12.3 空调室内优化设定温度模型
12.5 本章小结
第13章 集中空调系统优化节能运行工况优化
13.1 关键部件能量模型
13.1.1 制冷机组能耗模型
13.1.2 水泵风机能耗模型
13.1.3 冷却塔换热模型
13.1.4 表面式换热器换热模型
13.2 集中空调系统运行工况递阶优化模型
13.2.1 系统分解
13.2.2 子系统局部优化运行工况模型
13.2.3 系统全局优化运行工况模型
13.2.4 全局优化运行工况模型求解方法
13.3 实例分析
13.3.1 实例概况及实测情况
13.3.2 相关经验模型的确定
13.3.3 全局优化运行工况模拟及节能分析
13.4 本章小结
参考文献
附录A 状态空间模型的求解
附录B 控制系统的状态空间设计
附录C 大系统“分解-协调”寻优理论与算法
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| 內容試閱：
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第1章 概 述
随着经济的发展和人们生活水平的提高，集中空调系统的应用越来越广泛，它已成为必不可少的建筑设备之一。集中空调系统在为人们创造舒适的工作和生活环境的同时，也引发了巨大的能量消耗。据相关文献[1，2]报道，在发达国家，建筑物的能耗占其总能耗的三分之一以上，其中，空调系统能耗约占建筑总能耗的65%；我国历年建筑能耗在总能耗中的比例平均值据统计为19.8%，其中，空调系统能耗约占建筑能耗的40%。另外，在许多工业生产过程中，如生物制药、烟草生产及半导体芯片生产等，空调系统能耗也非常大，占总生产线能耗的80%以上[3]。
由此可见，空调系统高效节能运行对建筑节能有着十分重要的意义。为缓解中国当前能源短缺和经济发展之间的矛盾，在2006年发布的“十一五”十大重点节能工程实施意见中[4]，建筑节能已成为国家实施能源战略的重点关注对象之一。作者曾分别对某民用建筑空调系统[5，6]和某工业空调系统[3]的能耗进行了现场测试和分析，发现虽然这些空调系统已经具备了较高的自动化控制水平[7]，但能源浪费依然十分严重，原因主要归结为以下两个方面：①空调系统设计不合理；②空调系统运行控制不当（即没有按照节能方式进行优化控制）。
众所周知，集中空调系统仿真是实现系统节能的重要手段。利用系统仿真平台，人们可以深入了解空调系统与建筑环境之间的动态关系，并能更有效地对各种节能控制方案进行比较和分析，从而为空调系统最大限度的节能运行提供理论依据。空调系统仿真，首先要涉及系统仿真模型的建立。根据不同的建模需求，空调系统仿真模型一般可分为稳态模型和动态模型，前者主要用于系统的设备选型设计以及整个系统优化节能工况确定，而后者则主要用于系统的控制设计，以保证空调系统在优化节能运行工况下安全稳定运行。由于集中空调系统是一个复杂系统，其各单元部件不仅存在严重的非线性、时滞性和非稳态性，而且各单元部件之间具有很强的动态耦合特性，这给系统动态建模带来一定的挑战。下面，对空调系统仿真建模国内、外研究现状进行综述。
1.1 集中空调系统仿真建模研究现状
1.1.1 集中空调系统的部件模型研究现状
集中空调系统一般由冷源设备（制冷机组）、冷却塔、空气处理装置（包括表面式换热器、加热器、加湿器等）、风机水泵以及风管水管组成。另外，在对集中系统进行建模时，其服务对象――空调房间也是必不可少的。目前，
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