智能空調(diào)控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種智能空調(diào)控制方法，包括：采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值；根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值；根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)；根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。還公開了一種智能空調(diào)控制系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集單元，用于采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值；最優(yōu)值獲取單元，用于根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值；分析單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)；控制單元，用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。本發(fā)明使控制更精確、室內(nèi)環(huán)境更舒適，同時(shí)解決了現(xiàn)有的空調(diào)控制方法其響應(yīng)速度慢、精度低的技術(shù)問題。
【專利說明】智能空調(diào)控制方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及家電控制領(lǐng)域，特別涉及智能空調(diào)控制方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]智能空調(diào)的控制目標(biāo)是使室內(nèi)環(huán)境更為舒適，目前，衡量人體熱舒適度的方法有很多，最為著名的是熱舒適指數(shù)(Predicted Mean Vote,PMV),但是這種方法有很復(fù)雜的計(jì)算公式，一般要在計(jì)算機(jī)上完成計(jì)算，實(shí)際應(yīng)用中比較困難。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種較常用的智能控制方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的種類有許多，選擇何種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制器的控制效果、響應(yīng)速度有很大的影響。
[0003]目前，智能控制器的相關(guān)技術(shù)多采用BP (Back Propagat1n)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)，但也具有以下缺陷:
[0004](I)基本的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易陷入“極值”，從而使控制器陷入癱瘓狀態(tài)；
[0005](2)由遺傳算法等優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則會(huì)嚴(yán)重影響控制器的響應(yīng)速度；
[0006](3)隨著空調(diào)的運(yùn)行，歷史數(shù)據(jù)會(huì)不斷累積，也會(huì)影響控制器的響應(yīng)速度，同時(shí)也會(huì)影響響應(yīng)精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實(shí)施例中提供一種智能空調(diào)控制方法和系統(tǒng)，使控制更精確、室內(nèi)環(huán)境更舒適，同時(shí)解決了現(xiàn)有的空調(diào)控制方法其響應(yīng)速度慢、精度低的技術(shù)問題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能空調(diào)控制方法，包括:采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值；根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值；根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)；根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。
[0009]作為優(yōu)選，所述舒適度數(shù)據(jù)包括以下中的至少一個(gè):空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度。
[0010]作為優(yōu)選,所述舒適度數(shù)據(jù)還包括人體的活動(dòng)量和/或衣著量。
[0011]作為優(yōu)選，所述根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值是通過CMAC預(yù)測(cè)器得到的。
[0012]作為優(yōu)選，所述根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)是通過比較器生成的。
[0013]作為優(yōu)選，所述根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備是通過CMAC控制器控制的。
[0014]作為優(yōu)選，所述舒適度數(shù)據(jù)歷史值為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的人工控制模式下用戶設(shè)定的舒適度數(shù)據(jù)。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能空調(diào)控制系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集單元，用于采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值；最優(yōu)值獲取單元，用于根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值；分析單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)；控制單元，用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。
[0016]作為優(yōu)選，所述舒適度數(shù)據(jù)包括以下中的至少一個(gè):空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度。
[0017]作為優(yōu)選，所述舒適度數(shù)據(jù)還包括人體的活動(dòng)量和/或衣著量。
[0018]作為優(yōu)選，所述最優(yōu)值獲取單元是CMAC預(yù)測(cè)器。
[0019]作為優(yōu)選，所述分析單元是比較器。
[0020]作為優(yōu)選，所述控制單元是CMAC控制器。
[0021]作為優(yōu)選，所述舒適度數(shù)據(jù)歷史值為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的人工控制模式下用戶設(shè)定的舒適度數(shù)據(jù)。
[0022]本發(fā)明的智能空調(diào)控制方法采用基于“平衡學(xué)習(xí)”的小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，該算法根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值，基于“平衡學(xué)習(xí)”的小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在新的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)到一定程度時(shí)“遺忘” 一定程度的歷史數(shù)據(jù)，因此，響應(yīng)速度優(yōu)于其它神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)且結(jié)果更精確，從而解決了隨著空調(diào)的運(yùn)行，歷史數(shù)據(jù)不斷增多導(dǎo)致增加系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間的問題?；谛∧X神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制使得響應(yīng)速度快且精度更高，這種舒適性控制可以使室內(nèi)環(huán)境更舒適。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的智能空調(diào)控制方法的流程圖。
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的框圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種智能空調(diào)控制方法。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的智能空調(diào)控制方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的智能空調(diào)控制方法包括:采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值；根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值；根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)；根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。舒適度數(shù)據(jù)可以包括以下中的至少一個(gè):空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度，它們?yōu)榄h(huán)境特征數(shù)據(jù)。當(dāng)然，舒適度數(shù)據(jù)還可以包括人體的活動(dòng)量和/或衣著量，它們?yōu)槿梭w特征數(shù)據(jù)。上述環(huán)境特征數(shù)據(jù)可以由環(huán)境特征數(shù)據(jù)傳感器采集，環(huán)境特征數(shù)據(jù)傳感器例如可以包括空氣溫度傳感器、濕度傳感器、空氣流速傳感器和平均輻射溫度傳感器中的任一種或多種。上述人體特征數(shù)據(jù)的采集可以通過人體特征數(shù)據(jù)輸入器采集人工輸入的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)情況，可以選擇上述參數(shù)之一或若干作為需要采集的舒適度數(shù)據(jù)。
[0028]以下描述該控制方法的具體應(yīng)用。本例中，以舒適度數(shù)據(jù)為空氣溫度、濕度、空氣流速、平均輻射溫度、人體的活動(dòng)量和衣著量為例進(jìn)行說明。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，舒適度數(shù)據(jù)可以為這些參數(shù)之一或它們的任意組合。
[0029]空調(diào)啟動(dòng)后，用戶可以選擇人工控制模式或者智能控制模式。選擇智能控制模式的話，就執(zhí)行本發(fā)明所提出的智能空調(diào)控制方法。
[0030]以下介紹智能空調(diào)控制方法的實(shí)例。首先，可以由環(huán)境特征數(shù)據(jù)傳感器采集空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度的實(shí)際值，可以通過人體特征數(shù)據(jù)輸入器采集人工輸入的人體的活動(dòng)量和衣著量。然后，根據(jù)這些舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度的最優(yōu)值，這里舒適度數(shù)據(jù)歷史值可以從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取，數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)了用戶每次人工控制模式下設(shè)定的空氣溫度、濕度、空氣流速、平均輻射溫度、人體的活動(dòng)量和衣著量這些歷史采樣數(shù)據(jù)。例如，根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值可以通過CMAC預(yù)測(cè)器得到。接著，比較器根據(jù)最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)。最后，由CMAC控制器根據(jù)控制信號(hào)來控制空調(diào)設(shè)備。
[0031]實(shí)際應(yīng)用中如果用戶對(duì)上述模式下設(shè)置的舒適度不滿意，那么用戶可以選擇人工控制模式。此時(shí)執(zhí)行常規(guī)的控制方法，即由用戶自主設(shè)定空氣溫度、濕度、空氣流速、平均輻射溫度，這為常規(guī)技術(shù)，不再贅述。此時(shí)用戶所設(shè)置的信息會(huì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中成為舒適度數(shù)據(jù)歷史值，這樣隨著用戶使用時(shí)間的增加，數(shù)據(jù)庫中的歷史值信息會(huì)越來越符合用戶的要求。隨著空調(diào)的使用時(shí)間的增加，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可能會(huì)越來越多，這會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度，這時(shí)CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)會(huì)得到充分的體現(xiàn)。因?yàn)镃MAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的過程中并不會(huì)利用數(shù)據(jù)庫中的全部數(shù)據(jù)，而是合理的選擇與當(dāng)前輸入接近的數(shù)據(jù)進(jìn)行激活來得到輸出值。
[0032]這里，介紹下CMAC (Cerebellar Model Arithmetic Computer)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其是仿照小腦控制肢體運(yùn)動(dòng)的原理而建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，本質(zhì)上是一種神經(jīng)計(jì)算模型、人工神經(jīng)系統(tǒng)或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，又稱小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它的工作原理為:在輸入空間給出一個(gè)狀態(tài)，從存儲(chǔ)單元中找到對(duì)應(yīng)于該狀態(tài)的地址，將這些存儲(chǔ)單元的內(nèi)容求和到CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，將此響應(yīng)值與輸出的期望值進(jìn)行比較，并根據(jù)學(xué)習(xí)算法來修改這些激活的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。也就是說，CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在輸入和輸出之間建立適當(dāng)?shù)挠成潢P(guān)系，并根據(jù)學(xué)習(xí)到的數(shù)據(jù)不斷調(diào)整該映射關(guān)系。CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種具有聯(lián)想功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有很強(qiáng)的局部推廣能力，相似的輸入則產(chǎn)生相似的輸出，反之則產(chǎn)生獨(dú)立的輸出，且收斂速度比BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等快得多，且不存在局部極小問題。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種智能空調(diào)控制系統(tǒng)。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的框圖。如圖2所示，本發(fā)明的智能空調(diào)控制系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集單元，用于采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值；最優(yōu)值獲取單元，用于根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值；分析單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)；控制單元，用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，在該例子中，數(shù)據(jù)采集單元可以包括環(huán)境特征數(shù)據(jù)傳感器I和人體特征數(shù)據(jù)輸入器2，環(huán)境特征數(shù)據(jù)傳感器I可以為空氣溫度傳感器、濕度傳感器、空氣流速傳感器和平均輻射溫度傳感器中的任一種或多種，人體特征數(shù)據(jù)輸入器2可以為常規(guī)設(shè)備，其可采集人工輸入的人體的活動(dòng)量和/或衣著量。最優(yōu)值獲取單元由CMAC預(yù)測(cè)器4實(shí)現(xiàn)，CMAC預(yù)測(cè)器4根據(jù)數(shù)據(jù)庫3中的舒適度數(shù)據(jù)歷史值以及采集到的實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值。分析單元由比較器
5實(shí)現(xiàn)?？刂茊卧蒀MAC控制器6實(shí)現(xiàn)。圖中還示出了數(shù)據(jù)庫3，其中存儲(chǔ)著空調(diào)運(yùn)行過程中形成的舒適度數(shù)據(jù)歷史值。
[0035]在本發(fā)明中，CMAC預(yù)測(cè)器4是利用CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高度的自學(xué)習(xí)與映射能力來實(shí)現(xiàn)舒適度最優(yōu)值的智能預(yù)測(cè)。在獲得舒適度最優(yōu)值后，CMAC預(yù)測(cè)器4將舒適度最優(yōu)值發(fā)送至比較器5，比較器5將根據(jù)舒適度最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差給定控制信號(hào)，并將控制信號(hào)輸入至CMAC控制器6，CMAC控制器6實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)設(shè)備7各環(huán)節(jié)的控制，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0036]當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能空調(diào)控制方法，其特征在于，包括: 采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值； 根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值； 根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)； 根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能空調(diào)控制方法，其特征在于，所述舒適度數(shù)據(jù)包括以下中的至少一個(gè):空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能空調(diào)控制方法，其特征在于，所述舒適度數(shù)據(jù)還包括人體的活動(dòng)量和/或衣著量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能空調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值是通過CMAC預(yù)測(cè)器得到的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能空調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)是通過比較器生成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能空調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備是通過CMAC控制器控制的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能空調(diào)控制方法，其特征在于，所述舒適度數(shù)據(jù)歷史值為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的人工控制模式下用戶設(shè)定的舒適度數(shù)據(jù)。
8.一種智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 數(shù)據(jù)采集單元，用于采集舒適度數(shù)據(jù)實(shí)際值； 最優(yōu)值獲取單元，用于根據(jù)舒適度數(shù)據(jù)歷史值和實(shí)際值得到舒適度最優(yōu)值； 分析單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)值與實(shí)際值的偏差生成控制信號(hào)； 控制單元，用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制空調(diào)設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述舒適度數(shù)據(jù)包括以下中的至少一個(gè):空氣溫度、濕度、空氣流速和平均輻射溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述舒適度數(shù)據(jù)還包括人體的活動(dòng)量和/或衣著量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述最優(yōu)值獲取單元是CMAC預(yù)測(cè)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分析單元是比較器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元是CMAC控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述舒適度數(shù)據(jù)歷史值為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的人工控制模式下用戶設(shè)定的舒適度數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK104075402SQ201410277389
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】張有林, 郭清風(fēng), 米雪濤, 錢強(qiáng), 李進(jìn) 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司