JP3173550B2 - Air conditioner operation control device and control method - Google Patents
Air conditioner operation control device and control methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、空調機制御方式に係わ
り、特に、多数のヒータやクーラ等の空調機器を組み合
わせた装置における空調機器の最適な運転条件を決定す
るのに適した空調制御方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner control system, and more particularly, to an air conditioner control suitable for determining an optimum operating condition of an air conditioner in an apparatus in which a plurality of air conditioners such as heaters and coolers are combined. Method and apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、予見ファジイ理論による設備運転
可能条件の全組合せ探索により空調機器の最適運転を決
定していたが、設備台数の増加に伴い運転組合せの増大
により必要な応答性を確保できないケースがあり得た。2. Description of the Related Art Conventionally, the optimal operation of an air conditioner has been determined by searching for all possible combinations of equipment operable conditions based on foreseeable fuzzy logic. However, the required responsiveness cannot be ensured due to an increase in the number of operating combinations as the number of equipment increases. There could have been a case.
【0003】例えば、空調設備として1台又は複数台の
クーラ、ヒータ、加湿器、換気器、ファン等の効果器が
あり、その空間から温度(T(t):時刻tにおける温
度)、湿度W(t)、CO2濃度C(t)が得られるも
のとし、各々に目標値To,Wo,Coが与えられてい
るものとする。ここで、換気効果器のクーラが2台、ヒ
ータが2台、加湿器が1台、換気器が1台あるような場
合を考える。クーラ、ヒータは2台とも同一能力であっ
ても、能力が異なっても良い。クーラ、ヒータ、加湿
器、換気器の各々の定格能力は、CL1,CL2,H
T1,HT2(以上単位kcal/h),K(m3/h)
(1時間に蒸気化する水の体積),F(m3/h)(換
気器の空気交換体積)が既知で、能力が0〜100%の
1%毎に切替可能な設備であるとする。For example, there are one or more effectors such as a cooler, a heater, a humidifier, a ventilator, a fan, etc. as air conditioning equipment, and the temperature (T (t): temperature at time t), humidity W (T), the CO 2 concentration C (t) is obtained, and it is assumed that the target values To, Wo, and Co are given to each. Here, a case is considered where there are two coolers, two heaters, one humidifier, and one ventilator of the ventilation effector. The cooler and the heater may have the same capacity or may have different capacities. Cooler, heater, humidifier, each rated capacity of the ventilator is, CL 1, CL 2, H
T 1 , HT 2 (the unit is kcal / h), K (m 3 / h)
(Volume of water vaporized in 1 hour), F (m 3 / h) (air exchange volume of ventilator) are known, and it is assumed that the capacity can be switched every 1% from 0 to 100%. .
【0004】この場合の効果器の制御組合せは、101
6(>107)通り現実的には、ヒータとクーラは同時に
動かさないため、1014(>105)通りとなり、クー
ラ、ヒータの台数の増大により組合せが1台ごと102
倍に増える。これらの組合せの全てを検索することは、
台数の増加に伴い不可能となる。In this case, the control combination of the effector is 101
6 (> 10 7) passes realistic, heater and because cooler not move at the same time, 101 4 (> 10 5) becomes as, cooler, combinations each one by increasing the heater Number 10 2
Multiply by two. Searching for all of these combinations is
It becomes impossible with the increase in the number.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、能力が0〜
100%の1%毎に切替可能な複数の空調機器を備えた
設備において、高速に最適の空調機器の組合せを探索す
る方式を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a capacity of 0 to 0.
It is an object of the present invention to provide a method for quickly searching for an optimal combination of air conditioners in a facility having a plurality of air conditioners that can be switched every 1% of 100%.
【0006】本発明の他の目的は、空調負荷の予測精度
を向上させ、かつ不必要な空調機の起動・停止を少なく
することが出来る空調機運転制御方法および装置を提供
することである。Another object of the present invention is to provide an air conditioner operation control method and apparatus capable of improving the accuracy of predicting the air conditioning load and reducing unnecessary starting and stopping of the air conditioner.
【0007】本発明の他の目的は、空調機運転切替量あ
るいは運転切替回数を少なくすることにより、所要電力
を少なくすることの出来る空調機運転制御方法および装
置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an air conditioner operation control method and apparatus capable of reducing the required power by reducing the air conditioner operation switching amount or the operation switching frequency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、遺伝的アルゴリズム、相互統合型ニュー
ロの応用により能力が0〜100%の1%毎切替可能な
設備でも高速に最適組合せを探索することを可能にす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a genetic algorithm and a mutual integration type neural network which is capable of switching between 0% and 100% capable of switching every 1% at high speed. Allows you to search for combinations.
【0009】即ち、本発明の空調機制御装置は、空調機
の運転制御を行うのに必要なプロセス情報を計測するセ
ンサーからの情報を取り込むプロセス入力手段と、前記
空調機の運転台数制御における最小化または最大化を図
る項目を表わす目的関数を作成し、作成された目的関数
の値を最小化または最大化する空調機制御手段の運転案
を定める遺伝的ニューロファジィ制御手段と、前記運転
案を定めるのに必要な変数を記憶する記憶手段と、前記
決定された運転案を空調機制御手段に出力する出力手段
とを具備し、前記遺伝的ニューロファジィ制御手段は、
予め設定された染色体表現を有する複数の異なる運転案
について、その運転を行った場合の複数の目的項目の値
を予見演算し、予め先験的に定められているファジィの
メンバーシップ関数により前記演算された複数の目的項
目値の評価値を定める予見ファジィ評価手段と、予め定
められている複数の運転案の中から予め該当運転案の前
記評価値の他の運転案に対する所定順位で定まる選択定
数に基づいて2種の異なる親を選択し、予め定められて
いる交換テンプレートにより、前記2種の親の有する性
質を互いに交換する交配操作を行って新たな運転案を生
成し、生成された運転案が所定の数に達した場合、該生
成された運転案の評価値に従って所定順に運転案を並び
換える遺伝的最適化手段と、前記遺伝的最適化手段で定
められた前記評価値が最大あるいは最小の1つの運転案
を初期運転案とし、該運転案の一部を定められた定数に
より変更し得た運転案の評価値を計算し、前回の運転案
の評価値と比較し、評価値の差分値が予め設定された変
数の値より小さい場合に、前回の運転案を今回生成した
運転案に置き換え、最適運転候補とするニューロ最適化
手段とを備えることを特徴とする。That is, the air conditioner control device of the present invention comprises: a process input means for receiving information from a sensor for measuring process information necessary for controlling the operation of the air conditioner; Genetic neuro-fuzzy control means for defining an operation plan of an air conditioner control means for minimizing or maximizing the value of the created objective function, and generating an objective function representing an item to be maximized or maximized. Storage means for storing variables necessary for determination, and output means for outputting the determined operation plan to the air conditioner control means, the genetic neuro-fuzzy control means,
For a plurality of different driving plans having a predetermined chromosome expression, the values of a plurality of target items when the driving is performed are foreseen and calculated, and the calculation is performed by a fuzzy membership function determined in advance. Predictive fuzzy evaluation means for determining evaluation values of a plurality of target item values obtained, and a selection constant determined in a predetermined order with respect to another operation plan of the evaluation value of the relevant operation plan from among a plurality of predetermined operation plans. , A new operation plan is generated by performing a mating operation of exchanging the properties of the two parents with each other according to a predetermined exchange template, and a new operation plan is generated. A genetic optimization unit that rearranges the operation plans in a predetermined order according to the evaluation value of the generated operation plan when the number of the plans reaches a predetermined number, and the evaluation determined by the genetic optimization unit. Calculates one of the maximum or minimum operation plans as an initial operation plan, calculates an evaluation value of an operation plan obtained by changing a part of the operation plan by a predetermined constant, and compares it with the evaluation value of the previous operation plan. When the difference between the evaluation values is smaller than the value of a preset variable, a neuro-optimizing means is provided which replaces the previous operation plan with the operation plan generated this time and sets the operation plan as an optimal operation candidate.
【0010】[0010]
【作用】本発明の空調機運転制御方式によれば、制御対
象室の制御対象データおよび前記空調機室内の空調機の
運転状態データを基にして、複数の空調機組み合わせ案
を生成し、その空調機運転組み合わせの1つ1つに対し
て一定時間経過後までのシミュレーションを行ない、そ
のシミュレーションの結果、評価が最もよい空調機運転
組み合わせ案によって前記空調機の運転を制御するもの
において、前記空調機の運転の制御を行うのに必要なプ
ロセス情報を計測するセンサーからの情報を取り込み、
前記空調機の運転台数制御における最小化または最大化
を図る項目を表わす目的関数を作成し、作成された目的
関数の値を最小化または最大化する空調機制御手段の運
転案を定めるために、予め設定された染色体表現を有す
る複数の異なる運転案について、その運転を行った場合
の複数の目的項目の値を予見演算し、予め先験的に定め
られているファジィのメンバーシップ関数により前記演
算された複数の目的項目値の評価値を定め、予め定めら
れた複数の運転案の中から予め該当運転案の前記評価値
の他の運転案に対する所定順位で定まる選択定数に基づ
いて2種の異なる親を選択し、予め定められている交換
テンプレートにより、前記2種の親の有する性質を互い
に交換する交配操作を行って新たな運転案を生成し、生
成された運転案が所定の数に達した場合、該生成された
運転案の評価値に従って所定順に運転案を並び換える遺
伝的最適化操作を行ない、前記遺伝的最適化操作にて定
められた前記評価値が最大あるいは最小の1つの運転案
を初期運転案とし、該運転案の一部を定められた定数に
より変更し得た運転案の評価値を計算し、前回の運転案
の評価値と比較し、評価値の差分値が予め設定された変
数の値より小さい場合に、前回の運転案を今回生成した
運転案に置き換え、前記決定された運転案を空調機制御
手段に出力し、最適運転候補とすることを特徴とする。According to the air conditioner operation control method of the present invention, a plurality of air conditioner combination plans are generated based on the control target data of the control target room and the operation state data of the air conditioner in the air conditioner room. A simulation is performed for each of the air conditioner operation combinations until a predetermined time has elapsed, and as a result of the simulation, the operation of the air conditioner is controlled by the air conditioner operation combination plan with the best evaluation. Captures information from sensors that measure the process information needed to control the operation of the machine,
To create an objective function representing an item to be minimized or maximized in the control of the number of operating air conditioners, to determine an operation plan of an air conditioner control unit that minimizes or maximizes the value of the created objective function, For a plurality of different driving plans having a predetermined chromosome expression, the values of a plurality of target items when the driving is performed are foreseen and calculated, and the calculation is performed by a fuzzy membership function determined in advance. An evaluation value of a plurality of target item values obtained is determined, and two types of predetermined operation plans are selected based on a selection constant determined in a predetermined order with respect to another operation plan of the evaluation value of the operation plan in advance. By selecting different parents and performing a mating operation for exchanging the properties of the two parents with each other by a predetermined exchange template, a new operation plan is generated, and the generated operation plan is generated. When a certain number is reached, a genetic optimization operation of rearranging the operation plans in a predetermined order according to the generated evaluation value of the operation plan is performed, and the evaluation value determined in the genetic optimization operation is the maximum or The minimum one operation plan is set as an initial operation plan, an evaluation value of the operation plan obtained by changing a part of the operation plan by a predetermined constant is calculated, compared with the evaluation value of the previous operation plan, and the evaluation value is calculated. If the difference value is smaller than the value of a preset variable, the previous operation plan is replaced with the operation plan generated this time, and the determined operation plan is output to the air conditioner control means, and is set as an optimal operation candidate. It is characterized by.
【0011】評価が最もよい空調機運転組み合わせを求
める場合には、先験的知識により予め決定しておいたメ
ンバーシップ関数によって予測演算するとともに、それ
らの予測演算量をファジィ量として評価し、その評価結
果に対して予め先験的な知識により決定しておいた荷重
値により荷重平均を求め、その荷重平均が最大となる空
調機運転組み合わせ案を前記評価が最もよい案として採
用する。In order to find the air conditioner operation combination with the best evaluation, prediction calculations are performed by a membership function determined in advance based on a priori knowledge, and the prediction calculation amounts are evaluated as fuzzy quantities. A load average is calculated from load values determined in advance based on a priori knowledge with respect to the evaluation result, and an air conditioner operation combination plan that maximizes the load average is adopted as the plan with the best evaluation.
【0012】また、本発明では、ファジィ理論を適用
し、状態と評価の関係をメンバーシップ関数として記述
し、それらを記憶することによって、一般操作員でも熟
練操作員と同等の判断が行なえるようにしている。ま
た、複数の判断規準に制御目標としての荷重を設け、操
作員の意志決定に準じた空調機運転制御を行なえるよう
にしている。In the present invention, the relationship between the state and the evaluation is described as a membership function by applying fuzzy logic and stored, so that a general operator can make the same judgment as a skilled operator. I have to. In addition, a load as a control target is provided to a plurality of criteria, so that the air conditioner operation control can be performed according to the decision of the operator.
【0013】ここで、前記した、換気効果器のクーラが
2台、ヒータが2台、加湿器が1台、換気器が1台ある
ような場合について、本発明を適用することを考える。
すなわち、クーラ、ヒータは2台とも同一能力であって
も、能力が異なっても良い。クーラ、ヒータ、加湿器、
換気器の各々の定格能力は既知で、能力が0〜100%
の1%毎切替可能な設備であるとする。この場合の効果
器の制御組合せは、1016(>107)通り現実的に
は、ヒータとクーラは同時に動かさないため、1014
(>105)通りとなり、クーラ、ヒータの台数の増大
により組合せが1台ごと102倍に増える。ここで設備
の運転能力は8ビットで表現可能であるから上記ケース
の場合8(ビット)×6(設備)=48ビットで表現で
きる。特に、ヒータ、クーラが排他制御であると33ビ
ットで表現可能である。Here, it is considered that the present invention is applied to a case where there are two coolers, two heaters, one humidifier, and one ventilator of the ventilation effector.
That is, the cooler and the heater may have the same capacity or may have different capacities. Cooler, heater, humidifier,
The rated capacity of each ventilator is known and the capacity is 0 to 100%
It is assumed that the equipment can be switched every 1%. Since the control combination of effectors of cases, the 101 6 (> 10 7) as practical, the heater and the cooler are not simultaneously moved, 101 4
(> 10 5 ), and the number of coolers and heaters increases, and the number of combinations increases by 10 2 times for each unit. Here, since the operation capability of the equipment can be expressed by 8 bits, in the above case, it can be expressed by 8 (bits) × 6 (equipment) = 48 bits. In particular, the exclusive control of the heater and cooler can be expressed by 33 bits.
【0014】[0014]
【実施例】図1に本発明の一実施例の構成を示す。本発
明の空調制御装置は、遺伝的ニューロファジイによる空
調制御部3と制御・計測状態を表示する表示装置2と制
御・計測結果を時系列に記憶する記憶装置4と、制御対
象室1内に設置された各種計測器からの入力を取り込む
計測値入力装置5と空調設備の動作状況を入力する設備
状態入力装置6と制御対象室1内に設置された効果器群
に制御信号を出力する設備制御出力装置7より構成され
る。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. The air-conditioning control device of the present invention includes an air-conditioning control unit 3 based on genetic neuro-fuzzy, a display device 2 for displaying control / measurement status, a storage device 4 for storing control / measurement results in time series, and a control target room 1. A measurement value input device 5 for inputting inputs from various installed measuring instruments, an equipment status input device 6 for inputting the operation status of the air conditioning equipment, and an equipment for outputting control signals to an effector group installed in the control target room 1 It comprises a control output device 7.
【0015】空調制御対象室1としての壁、床、天井等
により仕切られた空間に、空調機器として1台又は複数
台のクーラ11、ヒータ12、加湿器13、換気器1
4、ファン等の効果器がある。そしてその空間から温度
計16により温度(T(t):時刻tにおける温度)、
湿度計15により湿度W(t)、CO2濃度計17によ
りCO2濃度C(t)が得られる。また、各々に温度、
湿度、CO2濃度の目標値To,Wo,Coが与えられ
ているものとする。One or more coolers 11, heaters 12, humidifiers 13, and ventilators 1 are provided as air conditioning equipment in a space partitioned by walls, floors, ceilings, and the like as the room 1 to be air-conditioned.
4. There are effectors such as fans. The temperature (T (t): the temperature at time t) from the space by the thermometer 16;
The humidity W (t) is obtained by the hygrometer 15, and the CO 2 concentration C (t) is obtained by the CO 2 concentration meter 17. In addition, each temperature,
It is assumed that target values To, Wo, and Co of the humidity and the CO 2 concentration are given.
【0016】空調制御部3は、最適な制御効果器の運転
案を決定する手段であり、遺伝的最適化処理部3A、ニ
ューロ最適化処理部3B、予見ファジィ評価手段3C及
び全体制御処理手段3Dからなる。The air-conditioning control unit 3 is a means for determining an optimal operation plan of the control effector, and includes a genetic optimization processing unit 3A, a neuro-optimization processing unit 3B, a preview fuzzy evaluation unit 3C, and an overall control processing unit 3D. Consists of
【0017】図2は空調制御部3のソフト構成を示した
ものであり、遺伝的最適化処理部3A及びニュ−ロ最適
化処理部3Bは共に、交配操作処理部31、制御予見シ
ミュレ−ション部32、ファジィ評価部33、制御出力
部34及びメモリ35を有する。FIG. 2 shows a software configuration of the air-conditioning control unit 3. The genetic optimization processing unit 3A and the neuro-optimization processing unit 3B are both a mating operation processing unit 31, a control preview simulation. It has a unit 32, a fuzzy evaluation unit 33, a control output unit 34, and a memory 35.
【0018】交配操作処理部31は、制御対象1内に設
置されたクーラやヒータ5の全ての運転組合わせを生成
し、一つずつ組合わせを制御予見シミュレ−ション部3
2に出力する。The mating operation processing unit 31 generates all the operation combinations of the cooler and the heater 5 installed in the control target 1 and controls the combinations one by one.
Output to 2.
【0019】本実施例の特徴は、制御タイミングで各空
調機11〜14をどのように動作させると最も優れた結
果が得られるかを実時間でシミュレーション、予測し、
それぞれの運転操作案の良さを評価し、最も良い操作案
を制御指令として出力する点にある。操作案作成手段3
1はこの予測、評価の繰返し処理に与える空調機の動作
の組合せを生成する。本プロセスでの制御効果器はクー
ラ11、ヒータ12、加湿器13、換気器14の4種類
であり、それぞれ0〜100%の間で1%毎に切替可能
なものとする。The feature of this embodiment is that real-time simulation and prediction of how the air conditioners 11 to 14 are operated at the control timing to obtain the best results are provided.
The point is to evaluate the goodness of each driving operation plan and output the best operation plan as a control command. Operation plan creation means 3
1 generates a combination of the operation of the air conditioner to be applied to the process of repeating the prediction and the evaluation. There are four types of control effectors in this process: a cooler 11, a heater 12, a humidifier 13, and a ventilator 14, each of which can be switched from 0 to 100% at 1% intervals.
【0020】本発明では全ての操作案に対し、それらを
実行した場合の温度と湿度の設定値と許容幅に対する評
価、また使用電力量や切替に関する電力量の評価を行
い、最良の操作案を制御出力とする。操作案生成手段3
1は、このように操作可能な案を生成する。制御は、1
〜5分間隔で、一定時間後のプロセスの推移を予測しな
がら、周期的に行われる。In the present invention, the evaluation of the set values of temperature and humidity and the permissible range when all the operation plans are executed, and the evaluation of the amount of electric power used and the amount of electric power for switching are performed, and the best operation plan is determined. Control output. Operation plan generation means 3
1 generates a plan that can be operated in this way. Control is 1
It is performed periodically at intervals of up to 5 minutes while predicting the transition of the process after a certain time.
【0021】ここで、換気効果器のクーラ11が2台、
ヒータ12が2台、加湿器13が1台、換気器14が1
台あるような場合を考える。クーラ、ヒータは2台とも
同一能力であっても、能力が異なっても良い。クーラ、
ヒータ、加湿器、換気器の各々の定格能力は、CL1,
CL2,HT1,HT2(kcal/h),K(m3/h)
(1時間に蒸気化する水の体積),F(m3/h)(換
気器の空気交換体積)が既知で、能力が0〜100%の
1%毎切替可能な設備であるとする。この場合の効果器
の制御組合せは、1016(>107)通り現実的には、
ヒータとクーラは同時に動かさないため、1014(>
105)通りとなり、クーラ、ヒータの台数の増大によ
り組合せが1台ごと102倍に増える。ここで設備の運
転能力は8ビットで表現可能であるから上記ケースの場
合図3の(a)に示すように8(ビット)×6(設備)
BR>=48ビットで表現できる。Here, two coolers 11 for the ventilation effector are provided.
Two heaters 12, one humidifier 13 and one ventilator 14
Consider a case where there are tables. The cooler and the heater may have the same capacity or may have different capacities. Cooler,
The rated capacity of each of the heater, humidifier and ventilator is CL 1 ,
CL 2 , HT 1 , HT 2 (kcal / h), K (m 3 / h)
It is assumed that the equipment has a known volume (volume of water vaporized in one hour) and F (m 3 / h) (air exchange volume of the ventilator), and has a capacity of 0 to 100% and can be switched every 1%. The effector control combination in this case is actually 10 16 (> 10 7 ) as follows:
Since the heater and cooler are not moved at the same time, 101 4 (>
10 5 ), and the number of coolers and heaters increases, and the number of combinations increases by 10 2 times for each unit. Here, since the operating capacity of the equipment can be expressed by 8 bits, in the above case, 8 (bits) × 6 (equipment) as shown in FIG.
BR> = 48 bits.
【0022】特に、ヒータ、クーラが排他制御である
と、図3の(b)に示すように33ビットで表現でき
る。In particular, when the heater and the cooler are exclusively controlled, they can be expressed by 33 bits as shown in FIG. 3B.
【0023】図7は、上記ファジィ評価値を演算して得
る適応値の推移を3次元グラフで表現したものである。
ここで適応値は、 (適応値)=(温度偏差ファジイ評価値)+(湿度偏差ファジイ評価値) +(電力量ファジイ評価値) +(切り替え電力量ファジイ評価値) で定義している。図7の様に、(適応値)はいくつかの
頂点(峰)を有する多峰関数となる。この峰のうち最も
高い値を与える運転案が最適解である。最適解を決定す
るには、全ての運転組合せを検討すればよい訳である
が、前にも述べたように、実時間(数秒)内で行うこと
は困難である。FIG. 7 shows the transition of the adaptive value obtained by calculating the fuzzy evaluation value in a three-dimensional graph.
Here, the adaptive value is defined as (adaptive value) = (temperature deviation fuzzy evaluation value) + (humidity deviation fuzzy evaluation value) + (power amount fuzzy evaluation value) + (switching power amount fuzzy evaluation value). As shown in FIG. 7, (adaptive value) is a multimodal function having several vertices (peaks). The driving plan that gives the highest value among these peaks is the optimal solution. In order to determine the optimum solution, it is sufficient to consider all driving combinations, but as described above, it is difficult to perform the calculation within real time (several seconds).
【0024】本発明では、上記課題を、以下の様にして
解決する。図4は、遺伝的ニューロファジィ制御による
空調制御部3の処理手順を示したものである。本処理
は、詳細を図5に示す遺伝的最適化処理(ステップA)
にて、大域的な探索により準最適解を求め、次に、詳細
を図10に示すニューロ最適化処理(ステップB)に
て、最適解を得、得られた最適解を制御情報に変換し出
力する(ステップC)、3種類の処理により成ってい
る。The present invention solves the above-mentioned problem as follows. FIG. 4 shows a processing procedure of the air-conditioning control unit 3 by the genetic neuro-fuzzy control. This process is a genetic optimization process (step A) shown in detail in FIG.
, A sub-optimal solution is obtained by a global search. Next, an optimal solution is obtained by a neuro-optimizing process (step B) shown in FIG. 10 in detail, and the obtained optimal solution is converted into control information. The output (step C) consists of three types of processing.
【0025】図5は、前記遺伝的最適化処理(ステップ
A)の手順の詳細を示したものである。この処理の主た
る目的は、短時間での準最適解を見つけることである。
従って、操作案を複数個予め準備し、これらを遺伝的ア
ルゴリズムの個体として最適化を図る。FIG. 5 shows the details of the procedure of the genetic optimization processing (step A). The main purpose of this process is to find a sub-optimal solution in a short time.
Therefore, a plurality of operation plans are prepared in advance, and these are optimized as individuals of the genetic algorithm.
【0026】図6は、初期個体の選択概念である。でき
るだけ広域な空間を探層する為、各制御効果器の操作範
囲を均等に分割し、代表点(図中の格子点)を定める。
図6の例であると、換気機能力(a1)と、クーラの能
力(a2)の交差点を初期個体としている。FIG. 6 shows the concept of selecting an initial individual. In order to search a space as wide as possible, the operation range of each control effector is equally divided, and representative points (grid points in the figure) are determined.
In the example of FIG. 6, the intersection of the ventilation function power (a1) and the cooler capacity (a2) is set as the initial individual.
【0027】これらを初期値として、図5に示す以下の
ステップで最適化処理が行われる。Using these as initial values, optimization processing is performed in the following steps shown in FIG.
【0028】(ステップA1)以下の(ステップA2)
から(ステップA6)を世代数繰り返す。 (ステップA2)以下の(ステップA3)から(ステッ
プA5)を最大個体数繰り返す。 (ステップA3)2種の親を選択し、テンプレートによ
り交配操作を加え、新たな運転案を生成する。 (ステップA4)生成された運転案を実行した場合の、
制御目的項目を予見演算する。 (ステップA5)前記手順にて、各々の制御目的項目値
をファジィ量にて評価し、適応値を求める。 (ステップA6)生成された操作案を適応値の下降順に
並べ換える。(Step A1) Following (Step A2)
(Step A6) is repeated for the number of generations. (Step A2) The following (Step A3) to (Step A5) are repeated the maximum number of individuals. (Step A3) Two kinds of parents are selected, a mating operation is performed using a template, and a new driving plan is generated. (Step A4) When the generated operation plan is executed,
Foreseeing and calculating the control purpose item. (Step A5) In the above procedure, each control target item value is evaluated by a fuzzy amount, and an adaptive value is obtained. (Step A6) The generated operation plans are rearranged in the descending order of the adaptive values.
【0029】以下、図5の各々の処理ステップについて
説明する。ここでは、運転案としての個体の最大値を1
0個としこれらをx1からx10とする。各々の適応値
は関数fとして表現されているものとする。制御の目的
は、適応値の最も高いものを決定することであるから、
10個の運転案の中から適応値の高いものを次世代の運
転案の親として選択してゆくことが必要である。従っ
て、まず、評価値の下降順に運転案を並び換え、その順
位を定める。順位が定まると、親としての選択の確率を
予め世代毎に定めることができ、1から1000のレン
ジを有する親選択テーブルから、一様乱数により親を決
定できる。図8に示す親選択テ−ブル世代1では、例え
ば1回目の一様乱数はi=182であるから、親として
はx1が選択される。同じく一様乱数i=430の場合
はx2が選択される。この様に各運転案は、世代毎にそ
の適応値の順位に対応する確率で親として選択されてい
く。Hereinafter, each processing step of FIG. 5 will be described. Here, the maximum value of the individual as the driving plan is 1
It is assumed that there are 0 and these are x1 to x10. It is assumed that each adaptive value is expressed as a function f. Since the purpose of the control is to determine the highest adaptive value,
It is necessary to select a driving plan with a high adaptation value from the ten driving plans as the parent of the next-generation driving plan. Therefore, first, the driving plans are rearranged in descending order of the evaluation value, and the order is determined. When the rank is determined, the probability of selection as a parent can be determined in advance for each generation, and the parent can be determined from a parent selection table having a range of 1 to 1000 by a uniform random number. In the parent selection table generation 1 shown in FIG. 8, for example, since the first uniform random number is i = 182, x1 is selected as the parent. Similarly, when uniform random number i = 430, x2 is selected. In this way, each driving plan is selected as a parent with a probability corresponding to the rank of the adaptive value for each generation.
【0030】図8は、運転案の適応値順位で世代毎に親
選択テーブル定まる性質を示したものであり、上記進化
における淘汰,優性遺伝における重要な性質の説明図で
ある。世代=1の運転案に対応する評価値の下降順配列
a(1)〜a(10)内の評価値の総和は、 Σa(i)(i=1〜10)=303 である。これを用い、各々の評価値の総和に対する比率
を計算した結果を図8のap(%)としたトレンドグラ
フである。これは世代=gnで定まる指数P(gn)を
有する指数関数に近似しており、FIG. 8 shows the properties determined by the parent selection table for each generation in the order of the adaptation value of the driving plan, and is an explanatory diagram of the important properties in the above-mentioned selection in evolution and dominant inheritance. The sum total of the evaluation values in the descending order arrays a (1) to a (10) of the evaluation values corresponding to the driving plan of the generation = 1 is: Σa (i) (i = 1 to 10) = 303. FIG. 9 is a trend graph in which the result of calculating the ratio of each evaluation value to the total sum is set as ap (%) in FIG. This approximates an exponential function having an index P (gn) determined by generation = gn,
【0031】[0031]
【数1】 (Equation 1)
【0032】で示すことができる。ここでC(gn)は世
代gnで定まる定数である。## EQU2 ## Here, C (gn) is a constant determined by the generation gn.
【0033】左下図は、各々の評価値比率(%)によ
り、各々の個体の優性度合いを定めるようにした円グラ
フであり、これをルーレットホイールと称する。優性的
な遺伝の仕組みは、当該個体の属する環境への適応度が
高いもの程、生存率及び子孫保存率が高いことであるか
ら、評価値比率(%)が高いもの程子孫生成の親となる
確率を高めればよい。例えば1回目に生成された整乱数
i1=182であれば、これは1から277範囲内を指
すためX1が親個体として選択される。2回目の一様整
乱数i2=492の場合は、目盛としては475〜62
7の範囲内に入るためにX3が親個体として選ばれる。
このようにして遺伝操作に必要な親個体数分の一様整乱
数が生成され、ルーレットホイールを探索し親個体が決
定されてゆく。The lower left diagram is a pie chart in which the degree of dominance of each individual is determined by each evaluation value ratio (%), which is called a roulette wheel. The mechanism of dominant inheritance is that the higher the adaptability to the environment to which the individual belongs, the higher the survival rate and the preservation rate of offspring. Therefore, the higher the evaluation value ratio (%) is, What is necessary is just to raise the probability of becoming. For example, if the integer random number i1 generated at the first time is i1 = 182, it indicates the range from 1 to 277, and X1 is selected as the parent individual. In the case of the second uniform random number i2 = 492, the scale is 475 to 62.
X3 is selected as the parent individual to fall within the range of 7.
In this way, uniform random numbers for the number of parent individuals required for the genetic operation are generated, and the roulette wheel is searched to determine the parent individuals.
【0034】図8は、以上の処理を世代1から世代20
まで、ある遺伝的操作を行った場合の生存個体の評価値
推移を示したものである。左下図により、初期段階の世
代においては、評価値が大きなバラつきを有しているの
が世代が進むにつれ小さくなってゆき、世代=20に至
っては、最適値の近傍に収束してゆくことがわかる。右
下図は同じデータを、評価値比率(%)でプロットした
ものである。前述の(数1)となっていることがわか
る。本実施例の最適化対象である制御問題において、制
御効果器の位置,数を変え、統計,解析を行った。この
結果P(gn)やC(gn)は初期親個体や、遺伝的操作に
よる影響を受けるものの、初期個体のパラメータや遺伝
的操作手順を固定した場合は、同一となることがわかっ
た。すなわち、最適化対象と遺伝的操作が定まれば、世
代毎に優性的に選択される親は、評価値順位によって定
まっていることを示している。つまり、ルーレットホイ
ール作成処理や、一様乱数の生成は、計画過程で都度行
う必要はなく、決定論的に予め定めておくことができる
ことを意味する。FIG. 8 shows that the above processing is performed from generation 1 to generation 20.
2 shows the transition of the evaluation value of a living individual when a certain genetic operation is performed. According to the lower left figure, in the generations at the initial stage, the evaluation value has a large variation, but becomes smaller as the generation proceeds, and consequently converges to the vicinity of the optimal value when the generation reaches 20. Understand. The lower right figure is a plot of the same data as an evaluation value ratio (%). It can be seen that the above (Equation 1) is obtained. In the control problem to be optimized in the present embodiment, the position and the number of control effectors were changed, and statistics and analysis were performed. As a result, it was found that P (gn) and C (gn) are affected by the initial parent individual and the genetic operation, but become the same when the parameters and the genetic operation procedure of the initial individual are fixed. That is, if the optimization target and the genetic operation are determined, it is indicated that the parent dominantly selected for each generation is determined by the evaluation value rank. That is, the roulette wheel creation processing and the generation of uniform random numbers do not need to be performed each time during the planning process, and can be determined deterministically in advance.
【0035】以上の説明の通り、遺伝的最適化手段3A
により、極めて少ない回数の運転案の検討にて、準最適
解が得られる。As described above, the genetic optimization means 3A
Thus, a sub-optimal solution can be obtained by examining a very small number of operation plans.
【0036】次に、前記図5のステップA3の処理を図
9を用いて詳細に説明する。図9では、前記操作によ
り、親運転案のペアとして X1=(a1,a2,a3,a4,a5) =(1,72,0,100,0) X2=(0,0,50,60,20) が選択されており、33(ビット)の符号無乱数PTN
(テンプレ−トと称す)により交配と行なっている状況
である。ここでは、PTN中の1に該当する、親のそれ
ぞれのビットが互いに交換され、新たに子運転案Y1と
Y2が生成されている。 Y1=(1,64,2,92,0) Y2=(0,8,48,36,20) Y1とY2は、それぞれ親X1とX2の性質を引き継い
でいる。Next, the processing of step A3 in FIG. 5 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 9, by the above operation, X1 = (a1, a2, a3, a4, a5) = (1, 72, 0, 100, 0) X2 = (0, 0, 50, 60, 20) is selected, and a 33 (bit) unsigned random number PTN
(Referred to as a template). Here, each bit of the parent corresponding to 1 in the PTN is exchanged with each other, and new child operation plans Y1 and Y2 are generated. Y1 = (1,64,2,92,0) Y2 = (0,8,48,36,20) Y1 and Y2 inherit the properties of parents X1 and X2, respectively.
【0037】次に図10以下で、図4のステップBすな
わちニューロ最適化手段3Bの処理を説明する。本手段
の処理は、以下の6ステップによって成っている。 (ステップB1)以下の(ステップB2)から(ステッ
プB6)を制御周期許容回数(時間)繰り返す。 (ステップB2)前回運転案の一部を変化させ新たな運
転案を生成する。 (ステップB3)新運転案を実行した場合の制御目的項
目値を予見演算する。 (ステップB4)各々の制御目的項目をファジィ量で評
価し適応値を求める。 (ステップB5)前回運転案の適応値と新運転案の適応
値の差分値を計算し、予め定められている値と比較し、
新歩転案が優れている場合は、下記の(ステップB6)
に進む。そうでない場合は(ステップ1)に戻る。 (ステップB6)新運転案を最適解候補として(ステッ
プB1)に戻る。Next, step B in FIG. 4, that is, the processing of the neuro optimizing means 3B will be described with reference to FIG. The processing of this means comprises the following six steps. (Step B1) The following (Step B2) to (Step B6) are repeated for the allowable number of control cycles (time). (Step B2) A part of the previous operation plan is changed to generate a new operation plan. (Step B3) Foreseeing calculation of the control purpose item value when the new operation plan is executed. (Step B4) Each control target item is evaluated with a fuzzy quantity to determine an adaptive value. (Step B5) The difference value between the adaptation value of the previous operation plan and the adaptation value of the new operation plan is calculated and compared with a predetermined value.
If the new step change plan is excellent, the following (step B6)
Proceed to. Otherwise, return to (Step 1). (Step B6) Return to (Step B1) the new driving plan as the optimal solution candidate.
【0038】以下、各々のステップについて、詳細を説
明する。図11は、図10のステップB2の処理動作例
を示すものである。前記遺伝的最適化処理にて決定され
た準最適運転案Xは、本例では、 X=(1,100,50,60,0) である。この運転案の一部を図12に示す方法で変化さ
せる。すなわち各制御効果器の操作し得る状況を全て並
べると、2+101+101+101+101=406
通りの運転状況が存在する。ここで、この運転案に対し
て最小の変化を与える為、0〜405範囲内での一様整
乱数mを生成する。例えば、 m=104 とすると、これは、制御効果器であるクーラ(a3)の
1%であることがわかる。従って、図11の様に、クー
ラ(a3)の能力を50%から1%に変化させ新たな運
転Yを得る。 Y=(1,100,1,60,0) 次に、ステップB3にて新運転案を実行した場合の制御
目的項目値を予見演算し、ステップB4にて、ファジィ
による適応値をそれぞれ前述の手順で求める。この時、
前回転運転案の適応値をf(X),新運転案の適応値をf
(Y)とする。Hereinafter, each step will be described in detail. FIG. 11 shows an example of the processing operation of step B2 in FIG. In the present example, the sub-optimal operation plan X determined in the genetic optimization processing is X = (1,100,50,60,0). A part of this operation plan is changed by the method shown in FIG. That is, when all situations where each control effector can be operated are arranged, 2 + 101 + 101 + 101 + 101 = 406
There are different driving situations. Here, in order to give the minimum change to this operation plan, a uniform integer random number m in the range of 0 to 405 is generated. For example, if m = 104, it is understood that this is 1% of the cooler (a3) that is the control effector. Therefore, as shown in FIG. 11, the capacity of the cooler (a3) is changed from 50% to 1% to obtain a new operation Y. Y = (1,100,1,60,0) Next, in step B3, a control target item value when the new operation plan is executed is foreseen and calculated, and in step B4, the fuzzy adaptive value is calculated as described above. We ask by procedure. At this time,
The adaptation value of the pre-rotation operation plan is f (X), and the adaptation value of the new operation plan is f
(Y).
【0039】次に図10のステップB5とステップB6
について説明する。図13は、本発明において見い出し
た目的関数値の推移の有する特有な性質を示したもので
ある。図13の(a)は、横軸に立案回数i毎に定まる
計画順ベクトルX(i),縦軸に、その目的関数値を定義
したものである。Next, step B5 and step B6 in FIG.
Will be described. FIG. 13 shows the unique properties of the transition of the objective function value found in the present invention. FIG. 13A defines a planning order vector X (i) determined for each planning number i on the horizontal axis and its objective function value on the vertical axis.
【0040】計画順ベクトルの並びを、少しずつ変化さ
せ、その時の目的関数値を比較しながら適正に、最適解
に近い計画順ベクトルに置き換えて行く。The arrangement of the planning order vectors is changed little by little, and the objective function values at that time are compared and properly replaced with a planning order vector close to the optimal solution.
【0041】この場合、図に示すように、例えば、X
(i)の様な極点(本実施例では、極小点)になる場合で
も、次のベクトルに移行し、十分な回数の立案を行った
後に、最適解ベクトルXopに達することがわかる。In this case, as shown in FIG.
Even in the case of the extreme point (minimum point in this embodiment) as shown in (i), it can be seen that the process shifts to the next vector and reaches the optimal solution vector Xop after planning a sufficient number of times.
【0042】したがって、この様に、毎回新しい運転案
Xi+1を作成し、その適応値f(Xi+1)を演算し、
前回の運転案Xiの適応値f(Xi)と比較して、より小
さい、あるいは、大きなものを最適運転案候補としてい
く処理を行えば良いのである。Therefore, a new operation plan Xi + 1 is created each time, and its adaptive value f (Xi + 1) is calculated,
What is necessary is just to perform processing of making smaller or larger ones as the optimum driving plan candidates compared with the adaptation value f (Xi) of the previous driving plan Xi.
【0043】図13の(b)は、横軸に計画順ベクトル
Xiをとり、縦軸に、その適応値f(Xi)のXiに対す
る微分値Δf(Xi)をとって表現したものである。すな
わち、 Δf(Xi)=dF(Xi)/dXi=f(Xi+1)−f(Xi) である。In FIG. 13B, the horizontal axis represents the planned order vector Xi, and the vertical axis represents the differential value Δf (Xi) of the adaptive value f (Xi) with respect to Xi. That is, Δf (Xi) = dF (Xi) / dXi = f (Xi + 1) −f (Xi).
【0044】本例では、 Δf(Xi)=(Y)−f(X) である。In this example, Δf (Xi) = (Y) −f (X).
【0045】これは、立案回数毎の適応値差分値を表わ
しており、新しい運転案「Xi+1」の適応値が前回の計
画における適応値より小さくなる場合には、負となり、
そうでない場合は、ゼロ、または正となる。This represents the adaptation value difference value for each planning count, and becomes negative when the adaptation value of the new operation plan “Xi + 1” is smaller than the adaptation value in the previous plan,
Otherwise, it is zero or positive.
【0046】その推移は、図に示される通り、f(Xi)
と対応するが、波形はゼロを中心とした、減衰振動(す
なわち、振幅が小さくなりながら周期も変化していく波
形)に類似した波形になる。The transition is, as shown in the figure, f (Xi)
However, the waveform is similar to a damped oscillation centered at zero (that is, a waveform whose amplitude is reduced and whose period is also changed).
【0047】厳密な実験によると、一般的な制御問題に
おいては、問題の内容に関わらず、この様な形となり、
Xiを時刻と考えた場合の振幅の減衰度合は、例えば、 C/log (i+2) (本実施例では、C=1.0) の相似形になることがわかった。According to rigorous experiments, a general control problem has such a shape regardless of the content of the problem.
It was found that the degree of attenuation of the amplitude when Xi was considered as a time was, for example, similar to C / log (i + 2) (C = 1.0 in this embodiment).
【0048】これは、ΔFが正になった場合、つまり、
新しい計画の適応値が前回の計画より悪くなった時で
も、C/log(i+2)より小さな場合には、新しい運転
案を最適解候補に置き換えてゆくことにより、十分大き
なiに対応する順ベクトルXiでは、必ず最適解に達す
ることを示している。This is because when ΔF becomes positive, that is,
Even when the adaptation value of the new plan is worse than the previous plan, if the adaptation value of the new plan is smaller than C / log (i + 2), the forward vector corresponding to sufficiently large i is obtained by replacing the new operation plan with the optimal solution candidate. Xi indicates that the optimal solution is always reached.
【0049】これにより制御許容時間内に、この処理を
十分繰り返すことにより、確実に最適解に近づいてゆく
ことになる。By repeating this process sufficiently within the permissible control time, the optimum solution can be surely approached.
【0050】図14は、記憶装置4内に予め格納されて
いる定数例を示したものである。テーブルMは、前述の
通り、各制御効果器の操作し得る状況の数、すなわち0
〜405に一様に分布する正乱数を格納している。また
Cは、適応値差(f(Y)−f(X))と比較する為の定数
であり、例えば繰り返し回数iに対し、次の様な値が、
記憶手段5が備えるテーブル上に設定されている。 C(i)=(C1・a(i))/log(i+2) 但し、log は自然対数、a(i)は「0.0」から「1.
0」に分布する一様実乱数である。FIG. 14 shows an example of constants stored in the storage device 4 in advance. As described above, the table M contains the number of situations in which each control effector can operate, that is, 0.
40 405 are stored as positive random numbers uniformly distributed. C is a constant for comparison with the adaptive value difference (f (Y) −f (X)). For example, for the number of repetitions i, the following value:
It is set on a table provided in the storage means 5. C (i) = (C 1 · a (i)) / log (i + 2) where log is a natural logarithm, and a (i) is from “0.0” to “1.
It is a uniform real random number distributed to "0".
【0051】すなわち、検討繰り返し回数iの増加によ
り、分布する範囲が小さくなる様な値であればよい。C
1は適応値範囲により定めることができ、本例ではC1=
1.0とした場合のC(i)の分布エリアの推移を示して
いる。斜線領域内にC(i)は存在することになる。That is, any value may be used as long as the range of distribution becomes smaller with an increase in the number i of examination repetitions. C
1 can be determined by the adaptive value range. In this example, C 1 =
The transition of the distribution area of C (i) when 1.0 is set is shown. C (i) will be present in the shaded area.
【0052】図15は、以上述べたニューロ最適化手段
3Bにおける処理の概念を図で示したものである。横軸
にクーラ(a2)の能力変化,縦軸に適応値を定義して、
適応値の最適値に達する状況である。他の制御効果器に
ついては、作図上省略している。本処理の初期値とし
て、前記遺伝的最適化処理によって決定された準最適運
転案を初期値として、いくつかの極値を通過して最適解
に達することがわかる。初期運転案を単なる乱数的な手
法で定めた場合、最適解へ到達する時間(検討回数)は
大きくバラつくが、本発明では、遺伝的最適化方法によ
り、十分良い運転案を初期に与える様にした為、最適解
へ到達する時間を十分短く安定させる様にした。FIG. 15 is a diagram showing the concept of the processing in the neuro-optimizing means 3B described above. The horizontal axis indicates the change in the capacity of the cooler (a2), and the vertical axis indicates the adaptation value.
This is a situation where the optimum value of the adaptation value is reached. Other control effectors are omitted in the drawing. It can be seen that, as an initial value of this process, the optimal solution is reached through some extreme values, with the suboptimal operation plan determined by the genetic optimization process as an initial value. When the initial operation plan is determined by a simple random method, the time to reach the optimal solution (the number of studies) varies greatly. However, in the present invention, a sufficiently good operation plan is initially given by the genetic optimization method. Therefore, the time to reach the optimal solution was set to be sufficiently short and stable.
【0053】以上の様にして、ニューロ最適化手段3B
は、前記遺伝的最適化手段3Aで得られた準最適運転案
を初期運転案として、許容される時間内で確実に最適案
に近い運転案を決定する。As described above, the neuro-optimizing means 3B
Uses the sub-optimal operation plan obtained by the genetic optimization means 3A as an initial operation plan and reliably determines an operation plan close to the optimal plan within an allowable time.
【0054】図16は、本発明による制御装置にて、ヒ
ータやクーラ等の空調機の容量制御を行った結果の一例
を示すものである。従来の方法では、何回か基準値以下
となってしまうが、本発明では、基準値以上がよく保持
されている。またヒータの運転も図17に示すように、
起動回数や、急激な運転量の変化が少ない為、電力量も
従来方法に比べ、大きく低減していることがわかる。FIG. 16 shows an example of the result of controlling the capacity of an air conditioner such as a heater or a cooler by the control device according to the present invention. In the conventional method, the value becomes less than the reference value several times, but in the present invention, the value is more than the reference value. The operation of the heater is also shown in FIG.
It can be seen that since the number of startups and the abrupt change in the amount of operation are small, the amount of power is also greatly reduced as compared with the conventional method.
【0055】図17は、本発明の最適運転案決定の処理
パフォーマンスの実験結果を示したものである。従来方
法としては、標準的な、交配操作と突然変異操作を遺伝
的操作とする遺伝的アルゴリズム(GA)と、ニューラ
ルネットワーク構造を有するボルツマンマシンとした。FIG. 17 shows an experimental result of the processing performance of determining the optimum operation plan according to the present invention. As a conventional method, a standard genetic algorithm (GA) using a mating operation and a mutation operation as a genetic operation, and a Boltzmann machine having a neural network structure are used.
【0056】従来のGAでは、処理開始から0.3(秒)
後まで、適応値がよく上昇してゆくが、0.3秒以後の
上昇率は少なくなり、ほとんど改善がみられなくなって
いる。一方、ニューロ(ボルツマンマシン)では、処理
開始からの適応値の上昇はなだらかであるが、着実に行
われ、処理開始から2.3(秒)後には、GAによるべス
ト値より良くなっていることがわかる。In the conventional GA, 0.3 (second) from the start of processing
The adaptation value increases well until later, but the increase rate after 0.3 seconds is small, and almost no improvement is seen. On the other hand, in the neuro (Boltzmann machine), the adaptation value increases gradually from the start of the processing, but is steadily performed, and is better than the best value by GA 2.3 (seconds) after the start of the processing. You can see that.
【0057】これに対し、本発明では、開始から、0.
3(秒)後付近まで急激な適応値の改善があり、かつ0.
3(秒)後も確実に改善が行われており、2.3(秒)後
には、ほぼ最適解に達している。On the other hand, according to the present invention, from the start, it is set to be 0.
After about 3 (seconds), there was a sharp improvement in the adaptive value, and
Even after 3 (seconds), the improvement is steadily achieved, and after 2.3 (seconds), the solution almost reaches the optimum.
【0058】図2に戻って、制御予見シュミレーション
部32は、図18に示した構成をとる。本手段は、前記
操作案生成手段31に接続された発生熱量演算手段32
1と、該発生熱量演算手段321の出力側に接続されか
つ室温と外気温度が入力される外部影響熱量演算手段3
22と、該外部影響熱量演算手段322の出力側に接続
された空調機熱量演算手段323と、該空調機熱量演算
手段323の出力側に接続され温度予測値を出力する温
度予測演算手段324と、前記操作案生成手段31に接
続された潜熱負荷演算手段325と、該潜熱負荷演算手
段325の出力側に接続された空調機潜熱演算手段32
6と、該空調機潜熱演算手段326の出力側に接続され
湿度予測値を出力する湿度予測演算手段327と、前記
操作案生成手段31に接続され電力量予測値を出力する
電力量予測演算手段328と、前記操作案生成手段31
に接続されかつ各空調機状態が入力されて切替電力量予
測値を出力する切替電力量演算手段329とを含んで構
成され、前記操作案をそれぞれ実行した場合の温度、湿
度、電力量、切替電力量の予測値を出力とする。Returning to FIG. 2, the control preview simulation unit 32 has the configuration shown in FIG. This means comprises a calorific value calculating means 32 connected to the operation plan generating means 31.
1 and an externally affected calorie computing means 3 connected to the output side of the generated calorie computing means 321 and to which the room temperature and the outside air temperature are inputted.
22, an air conditioner calorie computing means 323 connected to the output side of the external influence calorie computing means 322, and a temperature predictive computing means 324 connected to the output side of the air conditioner calorie computing means 323 and outputting a predicted temperature value. , A latent heat load calculating means 325 connected to the operation plan generating means 31, and an air conditioner latent heat calculating means 32 connected to the output side of the latent heat load calculating means 325.
6, a humidity prediction calculating means 327 connected to the output side of the air conditioner latent heat calculating means 326 and outputting a predicted humidity value, and an electric energy prediction calculating means connected to the operation plan generating means 31 and outputting a predicted electric energy value 328 and the operation plan generating means 31
And a switching power amount calculating means 329 for inputting each air conditioner state and outputting a switching power amount prediction value, wherein the temperature, the humidity, the power amount, and the switching when each of the operation plans are executed. The predicted value of the electric energy is output.
【0059】〔温度予測〕室内の温度は、時間に対する
熱量平衡微分方程式(下記数2)に示されるように、主
に人の呼吸熱量、外部よりの熱的影響、空調機運転によ
る熱量で決定される。 ここでΣCd:室内の熱容量 =(人の熱容量)+(備品熱容量) Ca:室内空気熱容量 Qout:外気からの熱量 =(壁よりの伝熱量)+(室出入口よりの伝熱量) ΣQms:空調機の顕熱負荷 =(ヒータ運転による顕熱負荷) +(クーラ運転による顕熱負荷) +(加湿機運転による顕熱負荷) +(換気機運転による顕熱負荷) Qbs:人の呼吸及び発生熱量 …………………(数2) 現在時刻tに対する△t時間後の温度の予測値は、数1
より導かれる下記数3に示される温度予測式で定まる。 ここで T(t)は現在温度 T(t+△t)は△t時間後の温度予測値 ………………(数3) この式の中で外気からの熱量Qout,空調機の顕熱負荷
ΣQms 等はセンサー情報と、空調機の運転状態,及び
操作案により演算して求めることができる。一方人の呼
吸熱量Qbsは個人差はあるが、先験的統計情報より求め
ることができる。[Temperature Prediction] The temperature in the room is determined mainly by the respiratory heat of a person, the thermal influence from the outside, and the heat generated by the operation of the air conditioner, as shown in the calorific value differential equation with respect to time (Equation 2 below). Is done. Where ΣCd: indoor heat capacity = (human heat capacity) + (equipment heat capacity) Ca: indoor air heat capacity Qout: heat from outside air = (heat transfer from wall) + (heat transfer from room entrance) Σ Qms: air conditioner Sensible heat load = (sensible heat load by heater operation) + (sensible heat load by cooler operation) + (sensible heat load by humidifier operation) + (sensible heat load by ventilator operation) Qbs: Human breathing and generated heat (Equation 2) The predicted value of the temperature after Δt time with respect to the current time t is expressed by Equation 1.
It is determined by the temperature prediction formula shown in the following Expression 3 derived from the above equation. Here, T (t) is the current temperature T (t + Δt) is the predicted temperature value after Δt time (3) In this equation, the heat quantity Qout from the outside air and the sensible heat of the air conditioner The load ΣQms and the like can be obtained by calculation based on the sensor information, the operating state of the air conditioner, and the operation plan. On the other hand, although there is an individual difference, the respiratory heat Qbs of a person can be obtained from a priori statistical information.
【0060】呼吸熱量演算手段321は呼吸熱Qbsを演
算する。外部影響熱量演算手段322は、外気温度セン
サーよりの外気温度,加工室内の温度及び予め知られて
いる壁面や出入口のドア等の熱透過率等により外部影響
熱量Qoutを演算する。空調機熱量演算手段323は操
作案毎の空調機の顕熱量を演算する。温度予測演算手段
324は、上記の結果に基づいて数2の演算を実行し、
△t時間後の温度予測値Tr(t+△t)を演算する。The respiratory heat calculation means 321 calculates respiratory heat Qbs. The externally-affected heat amount calculating means 322 calculates the externally-affected heat amount Qout based on the outside air temperature from the outside air temperature sensor, the temperature in the processing chamber, and the heat transmittance of a wall or door at an entrance or the like which is known in advance. The air conditioner calorie calculating means 323 calculates the sensible heat of the air conditioner for each operation plan. The temperature prediction calculation means 324 executes the calculation of Expression 2 based on the above result,
The temperature prediction value Tr (t + Δt) after Δt time is calculated.
【0061】〔湿度予測〕室内の湿度は、時間に対する
水分平衡微分方程式(下記数4)に示される様に、主に
人の潜熱負荷と空調機運転による潜熱負荷で定まる。 ここで γ:空気蒸発潜熱 ρ:空気密度 Qbl:人の潜熱負荷 ΣQml:空調機の潜熱負荷 =(クーラ運転による潜熱負荷) +(換気機運転による潜熱負荷) +(加湿機運転による潜熱負荷)………………(数4) △t時間後の湿度予測値H(t+△t)は数3より導か
れる(下記数5)に示される湿度予測式で定まる。 H(t)は現在湿度, H(t+△t)は△t時間後の湿度予測値 ……………………(数5) 潜熱負荷演算手段325は、前記人の潜熱負荷Qblを演
算する。空調機潜熱演算手段326は、操作案毎に定ま
る空調機の潜熱負荷ΣQmlを演算する。湿度予測演算手
段327は上記結果に基づいて数4の演算をを実行し、
△t時間後の湿度H(t+△t)を演算する。[Humidity Prediction] The humidity in a room is mainly determined by the latent heat load of a person and the latent heat load due to the operation of an air conditioner, as shown in a moisture balance differential equation with respect to time (Equation 4 below). Where γ: latent heat of air evaporation ρ: air density Qbl: latent heat load of human ΣQml: latent heat load of air conditioner = (latent heat load by cooler operation) + (latent heat load by ventilator operation) + (latent heat load by humidifier operation) ... (Equation 4) The predicted humidity value H (t + Δt) after time t is determined by the humidity prediction formula shown in Equation 5 below (Equation 5). H (t) is the current humidity, and H (t + Δt) is the predicted humidity value after Δt time. (Equation 5) The latent heat load calculating means 325 calculates the latent heat load Qbl of the person. I do. The air conditioner latent heat calculation means 326 calculates a latent heat load ΣQml of the air conditioner determined for each operation plan. The humidity prediction calculation means 327 executes the calculation of Expression 4 based on the above result,
The humidity H (t + Δt) after Δt time is calculated.
【0062】電力量と切替電力量は、空調機の運転状態
と操作案により定まるので各空調機の特性より電力量予
測演算手段328,切替電力量演算手段329によりそ
れぞれ演算される。The amount of power and the amount of switching power are determined by the operating state of the air conditioner and the operation plan, and are calculated by the power amount prediction calculating means 328 and the switching power amount calculating means 329 from the characteristics of each air conditioner.
【0063】この様にして制御予見シミュレーション部
は、各操作案を実行した場合の温度,湿度,電力量,切
替電力量の一定時間後の予測値を出力とする。In this way, the control preview simulation unit outputs the predicted values of the temperature, humidity, power amount, and switching power amount after a certain period of time when each operation plan is executed.
【0064】図19は、定性評価手段33の構成を示し
たものである。本手段は、温度予測演算手段324に接
続された温度評価手段331と、湿度予測演算手段32
7に接続された湿度評価手段332と、電力量予測演算
手段328に接続された電力量評価手段333と、切替
電力量演算手段329に接続された切替電力量評価手段
334と、温度評価手段331と湿度評価手段332と
電力量評価手段333と切替電力量評価手段334の各
出力側に接続された総合評価手段335と、温度評価手
段331と湿度評価手段332と電力量評価手段333
と切替電力量評価手段334に接続された評価関数メモ
リー336とを含んで構成され、前記制御予見シミュレ
ーション部の出力した予測値を入力とし、先験的情報に
より予め定められている各項目毎のメンバーシップ関数
を用いて該入力を評価し、総合的な評価値としての満足
度を各操作案毎に演算する。FIG. 19 shows the configuration of the qualitative evaluation means 33. This means comprises a temperature estimating means 331 connected to the temperature estimating means 324 and a humidity estimating means 32
7, a power amount estimating unit 333 connected to the power amount estimating / calculating unit 328, a switching power amount estimating unit 334 connected to the switching amount estimating unit 329, and a temperature estimating unit 331. , A humidity evaluating means 332, a power amount evaluating means 333, a comprehensive evaluating means 335 connected to each output side of the switching power amount evaluating means 334, a temperature evaluating means 331, a humidity evaluating means 332, and a power amount evaluating means 333.
And an evaluation function memory 336 connected to the switching power amount evaluation means 334. The prediction value output from the control preview simulation unit is used as an input, and for each item predetermined by a priori information. The input is evaluated using a membership function, and the degree of satisfaction as an overall evaluation value is calculated for each operation plan.
【0065】図20は、評価関数メモリー336に格納
されている前記各評価項目毎の定性評価用のメンバーシ
ップ関数の一例を示したものである。それぞれ縦軸に
0.0〜1.0のレンジを持つ適合度、横軸に評価対象
項目値が定義される。例えば温度はセンサーによる測定
温度Tsと加工スケジュールメモリーに格納されている
経過時間に対する温度設定値Trの差分である温度偏差
△Tが横軸に定義されている。本例では△Tが±0.3
(℃)範囲内ならば、その評価値は1.0、すなわち最
も良いことを示している。湿度も同様に測定湿度Hsと
湿度設定値Htの差分である湿度偏差△Hが横軸に定義
されている。電力量,切替電力量はそのままの値を横軸
に定義し、少ない程評価が高い様な関数となっている。FIG. 20 shows an example of a qualitative evaluation membership function for each evaluation item stored in the evaluation function memory 336. The fitness is defined on the vertical axis in the range of 0.0 to 1.0, and the evaluation target item value is defined on the horizontal axis. For example, the horizontal axis defines the temperature deviation ΔT, which is the difference between the temperature measured by the sensor Ts and the temperature set value Tr with respect to the elapsed time stored in the processing schedule memory. In this example, ΔT is ± 0.3
If it is within the (° C.) range, the evaluation value is 1.0, which indicates that it is the best. Similarly, the horizontal axis defines the humidity deviation ΔH, which is the difference between the measured humidity Hs and the set humidity Ht. The values of the power amount and the switching power amount are defined as they are on the horizontal axis, and the smaller the value, the higher the evaluation.
【0066】図19において、温度評価手段331は、
温度設定値に対する定性評価μtを、湿度評価手段33
2は湿度の設定値に対する定性評価μhを、電力量評価
手段333は電力量の定性評価μpを、切替電力量評価
手段334は切替電力量の定性評価μcを、それぞれ演
算し出力する。In FIG. 19, the temperature evaluation means 331
The qualitative evaluation μt for the temperature set value is calculated by the humidity
Numeral 2 calculates and outputs a qualitative evaluation μh with respect to the set value of the humidity, the electric energy evaluating means 333 calculates a qualitative evaluation μp of the electric energy, and the switching electric energy evaluating means 334 calculates and outputs a qualitative evaluation μc of the switching electric energy.
【0067】総合評価手段335は、前記定性評価値μ
t,μh,μp,μcを入力とし操作案iに対する満足
度Siを下式により決定する。 Si=μt×Gt+μh×Gh+μp×Gp+μc×Gc 但しGt,Gh,Gp,Gcは温度,湿度,電力量,切替電
力量の定性評価に対するゲインである。すなわちどの項
目を重視するか、という重みである。The comprehensive evaluation means 335 calculates the qualitative evaluation value μ.
The satisfaction degree Si for the operation plan i is determined by the following equation using t, μh, μp, and μc as inputs. Si = μt × Gt + μh × Gh + μp × Gp + μc × Gc where Gt, Gh, Gp, and Gc are gains for qualitative evaluation of temperature, humidity, power, and switching power. That is, the weight of which item is emphasized.
【0068】この様にして総合評価手段335は満足度
Siを演算し評価結果メモリー35に格納する。In this way, the comprehensive evaluation means 335 calculates the satisfaction level Si and stores it in the evaluation result memory 35.
【0069】全ての操作案に対する予測と定性評価が完
了後、制御出力手段34は、評価結果メモリー35に格
納されている評価結果のなかから最大の満足度を有する
操作案を決定し、プロセスに対してクーラ,ヒータ,加
湿機,換気機のオン/オフ指令を出力する。After the prediction and the qualitative evaluation for all the operation plans are completed, the control output means 34 determines the operation plan having the maximum satisfaction from the evaluation results stored in the evaluation result memory 35, and executes the process. On the other hand, it outputs ON / OFF commands for the cooler, heater, humidifier, and ventilator.
【0070】図21は、以上述べたファジィ制御の動作
を実際の動作例を用いて説明したものである。本例にお
いては温度設定値Trが13.0(℃),現在の測定温
度Tsが13.2(℃),湿度設定値Htが90.0
(%),測定湿度Hsが92.0(%)であり、空調機
は全てオフの状態である。全ての操作案のうち、現状を
維持するもの、すなわち全ての空調機がオフの操作案を
記号○で、クーラーのみオンとする操作案を◇で図示す
る。FIG. 21 illustrates the operation of the fuzzy control described above using an actual operation example. In this example, the temperature set value Tr is 13.0 (° C.), the current measured temperature Ts is 13.2 (° C.), and the humidity set value Ht is 90.0 (° C.).
(%), The measured humidity Hs is 92.0 (%), and the air conditioners are all off. Among all the operation plans, the operation plan that maintains the current state, that is, the operation plan in which all the air conditioners are off is indicated by a symbol ○, and the operation plan in which only the cooler is on is illustrated by a triangle.
【0071】○の操作案では△t時間後の時刻i+1で
温度予測値が13.4(℃)に上昇しており、温度設定
値との偏差△Tは0.4(℃)である。又湿度は90.
0(%)で設定値と同じになるので偏差△Hは0.0
(%)である。それぞれのメンバーシップ関数による定
性評価値は、温度が0.68,湿度が1.00である。
空調機は全てオフのままであるから電力量,切替電力量
の評価は共に1.00である。ゲインがGt=0.5,
Gh=0.2,Gp=0.2,Gc=0.2に定められ
ているので総合的な満足度は0.84となっている。こ
の操作案は温度に関してはやや設定値より離れてしまっ
ているが、湿度,電力量,切替電力量に温しては良好で
あると言える。In the operation plan of ○, the predicted temperature value rises to 13.4 (° C.) at time i + 1 after Δt time, and the deviation ΔT from the set temperature value is 0.4 (° C.). The humidity is 90.
Since the value becomes the same as the set value at 0 (%), the deviation ΔH is 0.0
(%). The qualitative evaluation value by each membership function is 0.68 for temperature and 1.00 for humidity.
Since all the air conditioners remain off, the evaluation of the electric energy and the switching electric energy are both 1.00. When the gain is Gt = 0.5,
Since Gh = 0.2, Gp = 0.2 and Gc = 0.2, the overall satisfaction is 0.84. Although this operation plan is slightly distant from the set value with respect to the temperature, it can be said that it is favorable when heated to the humidity, the power amount, and the switching power amount.
【0072】一方◇の操作案はクーラーをオンとする
為、温度は下降し設定値に近づいている。しかし湿度は
逆に低くなり過ぎてしまい、評価が下がっている。また
空調機が全てオフの状態からクーラーがオンとなってい
るので電力量及び切替電力量の評価は操作案○に比べて
低い。結局、操作案◇の総合満足度は0.80となる。
この様にして全ての操作案に対する満足度が決定された
後、操作案○の満足度が最大であったならば操作案○が
選択され、全ての空調機がオフ状態を継続する様な制御
指令が出力される。On the other hand, in the operation plan (1), since the cooler is turned on, the temperature drops and approaches the set value. However, the humidity has become too low on the contrary, and the evaluation has dropped. Further, since the cooler is turned on from the state where all the air conditioners are off, the evaluation of the electric energy and the switching electric energy is lower than the operation plan ○. As a result, the overall satisfaction of the operation plan I is 0.80.
After the degree of satisfaction with all the operation plans is determined in this way, if the degree of satisfaction of the operation plan ○ is maximum, the operation plan ○ is selected and all the air conditioners are kept off. Command is output.
【0073】図22,図23は、従来の問題点が本実施
例により改善された様子を示している。図22に示すよ
うに、オーバーシュートB,アンダーシュートB′もよ
く改善されており、外乱Cも短時間で復旧している。ま
た従来制御では大きく変動していた湿度の推移も安定し
ている。また空調機の起動停止回数も半減しており動力
エネルギーの低減、及び機器寿命の長期化という効果が
得られている。また、図23に示すように、本実施例に
よる制御結果では温度の許容幅が十分に利用され、かつ
許容幅内に温度が維持されている。またヒーターの動作
回数は半減されており、不要なクーラー運転もみられな
い。FIGS. 22 and 23 show how the conventional problems are improved by the present embodiment. As shown in FIG. 22, the overshoot B and the undershoot B 'are well improved, and the disturbance C is restored in a short time. Further, the change in humidity, which has greatly fluctuated in the conventional control, is also stable. Also, the number of times of starting and stopping the air conditioner has been reduced by half, and the effects of reducing the power energy and prolonging the life of the device have been obtained. Further, as shown in FIG. 23, in the control result according to the present embodiment, the allowable temperature range is sufficiently used, and the temperature is maintained within the allowable range. Also, the number of heater operations has been reduced by half, and unnecessary cooler operation has not been observed.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空調負荷を正確に予測するとともに、その予測結果に対
して空調機制御部で複数の空調機運転案を考慮し、その
中から制御結果の最もよいと判断される運転組み合わせ
案に基づいて空調機の運転を制御する。従って、許容範
囲内での制御の安定化と空調機運転の平準化が図ること
ができ、不必要な空調機の起動停止回数が低減され、さ
らに電力を節約することが可能となる。As described above, according to the present invention,
In addition to accurately predicting the air-conditioning load, the air-conditioning control unit considers a plurality of air-conditioner operation plans based on the prediction result, and based on the operation combination plan that is determined to be the best in the control result among the air-conditioner operation plans Control the operation of Therefore, the control can be stabilized within the allowable range and the operation of the air conditioner can be leveled, and the number of unnecessary start and stop of the air conditioner can be reduced, and the power can be further saved.
【0075】また、操作員の運転案決定に関する知識を
先験的知識として取り込んでいるため、操作員の精神的
負担を軽減することができる。Further, since the knowledge about the operator's decision on the driving plan is taken as a priori knowledge, the mental burden on the operator can be reduced.
【図1】本発明の一実施例になる空調機制御システムの
概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an air conditioner control system according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の空調機制御部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an air conditioner control unit of FIG. 1;
【図3】空調機運転状態の遺伝子表現例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of gene expression in an air conditioner operating state.
【図4】遺伝的ニューロファジィ制御による空調機制御
部の処理手順を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a processing procedure of an air conditioner control unit based on genetic neuro-fuzzy control.
【図5】遺伝的最適化処理の手順を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a procedure of a genetic optimization process.
【図6】初期個体(運転案)の配置例を示した図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing an example of arrangement of initial individuals (driving plans).
【図7】加湿機能力とクーラ能力の適応値分布グラフで
ある。FIG. 7 is an adaptive value distribution graph of humidification function power and cooler capacity.
【図8】淘汰、優性遺伝の性質の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of the characteristics of selection and dominant inheritance.
【図9】遺伝的操作の処理を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a process of a genetic operation.
【図10】ニューロ最適化処理手段の一例を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing an example of a neuro-optimizing processing unit.
【図11】運転案の摂動例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of perturbation of an operation plan.
【図12】運転案の摂動テーブル説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a perturbation table of an operation plan.
【図13】最適値推移の性質説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a property of an optimum value transition.
【図14】最適化定数例である。FIG. 14 is an example of an optimization constant.
【図15】ニューロ最適化手段による最適化概念図であ
る。FIG. 15 is a conceptual diagram of optimization by neuro-optimizing means.
【図16】制御結果比較グラフである。FIG. 16 is a control result comparison graph.
【図17】処理パフォーマンス評価グラフである。FIG. 17 is a processing performance evaluation graph.
【図18】制御予見シミュレーション部の構成図であ
る。FIG. 18 is a configuration diagram of a control preview simulation unit.
【図19】ファジイ評価部の構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of a fuzzy evaluation unit.
【図20】定性評価メンバーシップ関数を示した図であ
る。FIG. 20 is a diagram showing a qualitative evaluation membership function.
【図21】ファジイ評価制御の動作例を示した図であ
る。FIG. 21 is a diagram illustrating an operation example of fuzzy evaluation control.
【図22】本発明による空調制御の動作状況を示した図
である。FIG. 22 is a diagram showing an operation state of air conditioning control according to the present invention.
【図23】本発明の効果を従来例と比較して示す図であ
る。FIG. 23 is a diagram showing the effect of the present invention in comparison with a conventional example.
1…制御対象室、2…表示装置、3…遺伝的ニューロフ
ァジイ空調制御部、3A…遺伝的最適化処理部、3B…
ニューロ最適化処理部、3C…予見ファジィ評価手段、
3D…全体制御処理手段、3E…プロセス入力手段、3
F…プロセス出力手段、3G…記憶手段、11…クー
ラ、12…ヒータ、13…加湿器、14…換気器、15
…湿度計、16…温度計、17…CO2濃度計17DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control target room, 2 ... Display device, 3 ... Genetic neuro fuzzy air-conditioning control part, 3A ... Genetic optimization processing part, 3B ...
Neuro-optimization processing unit, 3C ... preview fuzzy evaluation means,
3D: overall control processing means, 3E: process input means, 3
F: process output means, 3G: storage means, 11: cooler, 12: heater, 13: humidifier, 14: ventilator, 15
... hygrometer, 16 ... thermometer, 17 ... CO 2 densitometer 17
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 兼一 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 水谷 真由美 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立 エンジニアリング株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Kenichi Nakamura 3-2-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Engineering Co., Ltd. (72) Mayumi Mizutani 3-2-1, Sachimachi, Hitachi, Ibaraki No. Hitachi Engineering Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F24F 11/02
Claims (5)
内の複数の空調機の運転状態データを基にして、前記複
数の空調機の組み合わせ案を生成し、その空調機運転組
み合わせの1つ1つに対して一定時間経過後までのシミ
ュレーションを行ない、そのシミュレーションの結果、
評価が最もよい空調機運転組み合わせ案によって前記空
調機の運転を制御する空調機運転制御装置において、 前記空調機の制御を行うのに必要なプロセス情報を計測
するセンサーからの情報を取り込む入力手段と、 前記空調機の運転制御における最小化または最大化を図
る項目を表わす目的関数を作成し、該目的関数の値を最
小化または最大化する空調機の運転案を定める遺伝的ニ
ューロファジィ制御手段と、 前記運転案を定めるのに必要な変数を記憶する記憶手段
と、 前記決定された運転案を空調機制御手段に出力する出力
手段とを具備し、 前記遺伝的ニューロファジィ制御手段は、前記複数の空
調機の組み合わせに関して予め設定された染色体表現を
有する複数の異なる運転案について、その運転を行った
場合の複数の目的項目の値を予見演算し、予め先験的に
定められているファジィのメンバーシップ関数により前
記演算された複数の目的項目値の評価値を定める予見フ
ァジィ評価手段と、 前記複数の運転案の中から予め定められた該当運転案の
前記評価値の他の運転案に対する所定順位で定まる選択
定数に基づいて2種の異なる親を選択し、予め定められ
ている交換テンプレートにより前記2種の親の有する性
質を互いに交換する交配操作を行って新たな運転案を生
成し、該生成された運転案が所定の数に達した場合、該
生成された運転案の評価値に従って所定順に運転案を並
び換える遺伝的最適化手段と、 前記遺伝的最適化手段にて定められた前記評価値が最大
あるいは最小の1つの運転案を初期運転案とし、該運転
案の一部を定められた定数により変更し得た運転案の評
価値を計算し、前回の運転案の評価値と比較し、評価値
の差分値が予め設定された変数の値より小さい場合に、
前回の運転案を今回生成した運転案に置き換え、最適運
転候補とするニューロ最適化手段、とを備えることを特
徴とする空調機運転制御装置。1. A combination plan of a plurality of air conditioners is generated based on data of a room to be controlled and operating state data of a plurality of air conditioners in the room to be controlled. For a certain period of time, and as a result of the simulation,
In an air conditioner operation control device that controls the operation of the air conditioner according to the best air conditioner operation combination plan, an input unit that captures information from a sensor that measures process information necessary for controlling the air conditioner. Creating an objective function representing an item to be minimized or maximized in the operation control of the air conditioner, and a genetic neurofuzzy control means for determining an air conditioner operation plan for minimizing or maximizing the value of the objective function; Storage means for storing variables required to determine the operation plan; and output means for outputting the determined operation plan to an air conditioner control means, wherein the genetic neuro-fuzzy control means Values of a plurality of target items when the operation is performed for a plurality of different operation plans having chromosome expressions preset for a combination of air conditioners Foreseeing calculation, foreseeing fuzzy evaluation means for determining the evaluation value of the plurality of target item values calculated by the fuzzy membership function determined in advance, and a predetermined fuzzy evaluation means among the plurality of operation plans The two different parents are selected based on a selection constant determined in a predetermined order with respect to another driving plan of the evaluation value of the corresponding driving plan, and the properties of the two parents are mutually determined by a predetermined exchange template. Generating a new driving plan by performing a mating operation for exchange and rearranging the driving plans in a predetermined order according to the evaluation value of the generated driving plan when the generated driving plan reaches a predetermined number. And an operation in which one operation plan having the maximum or minimum evaluation value determined by the genetic optimization means is set as an initial operation plan, and a part of the operation plan can be changed by a predetermined constant. In the case of the evaluation value is calculated, and compared with the evaluation value of the previous operation plan, smaller than the value of the variable difference value of the evaluation values is preset,
A neuro-optimizing unit that replaces a previous operation plan with an operation plan generated this time and sets the operation plan as an optimal operation candidate.
機運転組み合わせ案を求める場合に、前記空調機の運転
に関する先験的知識により予め決定しておいたメンバー
シップ関数によって運転組み合わせ案を予測演算し、該
予測演算量をファジィ量として評価し、該評価結果に対
して予め先験的な知識により決定しておいた荷重値によ
り荷重平均を求め、その荷重平均が最大となる空調機運
転組み合わせ案を、前記評価が最もよい案として採用す
ることを特徴とする空調機運転制御装置。2. The air conditioner control device according to claim 1, wherein the preview fuzzy evaluation means determines in advance the air conditioner operation combination plan with the best evaluation based on a priori knowledge about the operation of the air conditioner. A driving combination plan is predicted and calculated by the determined membership function, the predicted calculation amount is evaluated as a fuzzy amount, and the evaluation result is loaded by a load value determined in advance based on a priori knowledge. An air conditioner operation control device, wherein an average is determined, and an air conditioner operation combination plan that maximizes the load average is adopted as the plan with the best evaluation.
クーラ、ヒータ、加湿器及び換気器を含むことを特徴と
する空調機運転制御装置。3. The air conditioner control device according to claim 1, wherein said air conditioner is capable of adjusting its capacity in a range of 0 to 100%.
An air conditioner operation control device comprising a cooler, a heater, a humidifier, and a ventilator.
内の空調機の運転状態データを基にして、複数の空調機
組み合わせ案を生成し、その空調機運転組み合わせの1
つ1つに対して一定時間経過後までのシミュレーション
を行ない、そのシミュレーションの結果、評価が最もよ
い空調機運転組み合わせ案によって前記空調機の運転を
制御する空調機の空調機運転制御方法において、 前記空調機の運転の制御を行うのに必要なプロセス情報
を計測するセンサーからの情報を取り込み、 前記空調機の運転制御における最小化または最大化を図
る項目を表わす目的関数を作成し、 作成された目的関数の値を最小化または最大化する空調
機の運転案を定めるために、前記空調機の組み合わせに
関して予め設定された染色体表現を有する複数の異なる
運転案について、その運転を行った場合の複数の目的項
目の値を予見演算し、 予め先験的に定められているファジィのメンバーシップ
関数により前記演算された複数の目的項目値の評価値を
定め、 予め定められた複数の運転案の中から予め該当運転案の
前記評価値の他の運転案に対する所定順位で定まる選択
定数に基づいて2種の異なる親を選択し、 予め定められている交換テンプレートにより、前記2種
の親の有する性質を互いに交換する交配操作を行って新
たな運転案を生成し、 生成された運転案が所定の数に達した場合、該生成され
た運転案の評価値に従って所定順に運転案を並び換える
遺伝的最適化操作を行ない、 前記遺伝的最適化操作にて定められた前記評価値が最大
あるいは最小の1つの運転案を初期運転案とし、該運転
案の一部を定められた定数により変更し得た運転案の評
価値を計算し、前回の運転案の評価値と比較し、評価値
の差分値が予め設定された変数の値より小さい場合に、
前回の運転案を今回生成した運転案に置き換え、 前記決定された運転案を空調機制御手段に出力し、最適
運転候補とする、ことを特徴とする空調機運転制御方
法。4. A plurality of air conditioner combination plans are generated based on the data of the controlled room and the operating state data of the air conditioners in the controlled room, and one of the air conditioner operation combinations is generated.
A method for controlling the operation of the air conditioner by performing a simulation for each of the air conditioners until a predetermined time has elapsed, and as a result of the simulation, as a result of the simulation, is performed. It takes in information from a sensor that measures the process information necessary to control the operation of the air conditioner, and creates an objective function representing an item to be minimized or maximized in the operation control of the air conditioner. In order to determine the operation plan of the air conditioner that minimizes or maximizes the value of the objective function, a plurality of operation plans having a plurality of different operation plans having a chromosome expression set in advance with respect to the combination of the air conditioners are performed. Predictive calculation of the value of the target item of the above, and the plurality calculated by the fuzzy membership function predetermined in advance. An evaluation value of the target item value is determined, and two types of different parents are determined from a plurality of predetermined driving plans based on a selection constant determined in advance in a predetermined order with respect to the other driving plans of the evaluation value of the corresponding driving plan. A new operation plan is generated by performing a mating operation of exchanging the properties of the two types of parents with each other according to a predetermined exchange template, and when the generated operation plan reaches a predetermined number. Performing a genetic optimization operation of rearranging the operation plans in a predetermined order in accordance with the evaluation value of the generated operation plan, and selecting one operation plan whose evaluation value determined by the genetic optimization operation is the maximum or the minimum. As an initial operation plan, an evaluation value of the operation plan that can be changed by a predetermined constant with a part of the operation plan is calculated, compared with the evaluation value of the previous operation plan, and a difference value of the evaluation value is set in advance. Is smaller than the value of the variable
An operation control method for an air conditioner, comprising: replacing a previous operation plan with an operation plan generated this time; outputting the determined operation plan to an air conditioner control unit;
て、 前記予見ファジィ評価手段は、前記評価が最もよい空調
機運転組み合わせ案を求める場合に、前記空調機の運転
に関する先験的知識により予め決定しておいたメンバー
シップ関数によって運転組み合わせ案を予測演算し、該
予測演算量をファジィ量として評価し、該評価結果に対
して予め先験的な知識により決定しておいた荷重値によ
り荷重平均を求め、その荷重平均が最大となる空調機運
転組み合わせ案を、前記評価が最もよい案として採用す
ることを特徴とする空調機運転制御方法。5. The air conditioner operation control method according to claim 4, wherein said preview fuzzy evaluation means uses a priori knowledge on the operation of said air conditioner when said air conditioner operation combination plan with the best evaluation is determined. A driving combination plan is predicted and calculated by a membership function determined in advance, the predicted calculation amount is evaluated as a fuzzy amount, and the evaluation result is calculated based on a load value previously determined based on a priori knowledge. An air conditioner operation control method, wherein a load average is determined, and an air conditioner operation combination plan that maximizes the load average is adopted as the plan with the best evaluation.
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1994
- 1994-06-24 JP JP14274994A patent/JP3173550B2/en not_active Expired - Fee Related
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