基于智能控制技術(shù)的智能建筑研究

摘 要：隨著生活質(zhì)量的提高，人們對建筑內(nèi)部功能的要求逐漸增多，建設(shè)具有多功能的智能建筑已經(jīng)成為一種不可阻擋的趨勢。文章闡述了智能控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)的區(qū)別，介紹了幾種具有代表性的智能控制技術(shù)，分析如何將這些技術(shù)應(yīng)用在智能建筑中。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù)；智能建筑；研究

前言

智能控制技術(shù)最先應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，為工業(yè)生產(chǎn)過程帶來了巨大的變化。隨著電子科技以及信息技術(shù)的發(fā)展，智能控制技術(shù)邁進(jìn)了新階段，人們將其應(yīng)用到了更多領(lǐng)域。智能建筑就是以智能控制技術(shù)作為支持，為人們設(shè)計出更加舒適、安全、節(jié)能、環(huán)保、便利的建筑環(huán)境。

1 智能控制技術(shù)概述

1.1 智能控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)的區(qū)別

航天控制領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域、通信工程領(lǐng)域等各個領(lǐng)域的快速發(fā)展導(dǎo)致這些系統(tǒng)的控制任務(wù)變得更急復(fù)雜、控制對象的穩(wěn)定性較差、有著非線性的特征。這些特點為控制系統(tǒng)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)無法滿足這些要求。相比之下，智能控制技術(shù)具有以下特點：首先，在理論基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的處理方法一般都是定量處理，對于知識的學(xué)習(xí)也比較精確。智能控制系統(tǒng)所使用的方法一般都是符號加工，對于知識的學(xué)習(xí)更加側(cè)重于積累一些非精確的知識。其次，從應(yīng)用層面上來講，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)一般只能夠控制一些大的系統(tǒng)或者對一些比較簡單的過程進(jìn)行控制。而智能控制系統(tǒng)則能夠?qū)σ恍┍容^復(fù)雜、具有一定不確定性或者是一些高度非線性的過程進(jìn)行控制。最后，從性能層面來講，傳統(tǒng)控制方法對性能指標(biāo)的要求比較嚴(yán)格，但是智能控制對性能指標(biāo)沒有明確要求，而是更加側(cè)重是否達(dá)到目的。

1.2 智能控制技術(shù)的代表性方法

智能控制技術(shù)有以下幾種代表性方法：第一，模糊控制方法。這種方法的原理是將機器人作為載體，模擬人的控制過程。這種方法不需要依據(jù)非常精確的數(shù)學(xué)模型，而是依據(jù)經(jīng)驗對數(shù)據(jù)的規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，形成模糊的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)這個模型對于非線性系統(tǒng)進(jìn)行控制，這種控制方式的優(yōu)點是對數(shù)據(jù)沒有精準(zhǔn)性的要求。第二，專家控制方法。這種方法的原理是把專家的技術(shù)和經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，并對其效仿，實現(xiàn)控制過程。這種方法具有很高的靈活性，如果控制環(huán)境或者控制對象的特征發(fā)生了變化，可以調(diào)節(jié)控制器的參數(shù)來適應(yīng)這種變化，即使偏差較大，系統(tǒng)也能夠穩(wěn)定、可靠的工作。第三，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。這種方法的原理是對人大腦的神經(jīng)元傳遞信息的過程進(jìn)行模擬，系統(tǒng)能夠通過連接的權(quán)值進(jìn)行學(xué)習(xí)、校正，實現(xiàn)智能控制。神經(jīng)元間的連接廣泛，傳播途徑多，因此，即使一部分單元被損壞，也不會對整體的功能產(chǎn)生太大的影響[1]。

2 基于智能控制技術(shù)的智能建筑研究

2.1 智能建筑中的電梯群控制

隨著高層建筑的不斷增多，電梯作為一種特殊的交通工具已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分。高層建筑所能容納的人數(shù)非常多，這就導(dǎo)致單臺電梯無法滿足人們的要求，因此，一幢樓里通常需要安裝幾部電梯同時為人們服務(wù)。這幾部電梯構(gòu)成了電梯群，將智能控制技術(shù)應(yīng)用于電梯群中，就實現(xiàn)了對電梯群進(jìn)行有效控制，大大提高了客流的轉(zhuǎn)移速度。前面提到了智能控制常用的幾種方法，將模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)合起來，就能夠?qū)崿F(xiàn)對電梯群的有效控制。模糊控制能夠建立模糊模型，處理一些模糊的信息，但是其適應(yīng)性較差，不能進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)恰恰就彌補了這一點，當(dāng)環(huán)境及控制對象發(fā)生改變時，它能夠自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行自我完善。這兩種方法的結(jié)合能夠互相彌補缺點，將優(yōu)勢最大限度的發(fā)揮出來。在對電梯進(jìn)行調(diào)度的過程中，首先要對交通模式進(jìn)行識別，經(jīng)過控制系統(tǒng)的分析、計算，對電梯進(jìn)行合理調(diào)度，避免浪費資源的同時，使用戶花最短的時間等待電梯，實現(xiàn)對電梯群的高效利用[2]。

2.2 智能建筑中的照明控制

照明是建筑設(shè)計中的重要內(nèi)容，照明質(zhì)量的好壞直接影響人們的生活質(zhì)量。目前，建筑中最常采用的是智能照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分為以下幾種類型：第一種是點控制，也就是通過開關(guān)、導(dǎo)線對某一盞燈直接進(jìn)行控制。第二種是區(qū)域控制。這種方式將控制范圍限定在特定的區(qū)域內(nèi)，按照這個區(qū)域?qū)φ彰鞯囊髮艟哌M(jìn)行控制。第三種是網(wǎng)絡(luò)控制，也就是只使用一個控制中心，通過聯(lián)網(wǎng)的方式將所有的小區(qū)域的照明設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制。這種系統(tǒng)結(jié)合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等多種技術(shù)，具有一定的集成性。整個系統(tǒng)對建筑里的信息進(jìn)行完整的采集，利用系統(tǒng)進(jìn)行分析、對信息作出處理后傳輸出去，滿足用戶的用電要求。智能照明控制系統(tǒng)的典型特點是需要網(wǎng)絡(luò)作為支持實現(xiàn)信息交換，進(jìn)行大范圍的控制。對于所控制的信息，能夠以圖形的方式顯示出來，如果想要改變照明效果，可以通過編程來實現(xiàn)，控制起來比較方便[3]。

2.3 智能建筑中的空調(diào)控制

據(jù)統(tǒng)計，居民建筑中的空調(diào)用電占用電總數(shù)的50%左右。近幾年來，人們開始致力于智能空調(diào)控制系統(tǒng)，節(jié)約空調(diào)所消耗的電量，其中，具有代表性的是變風(fēng)量空調(diào)。這類空調(diào)的缺點是控制過程有可能不太精確，產(chǎn)生噪聲過大、氣流不足等現(xiàn)象。因此，在對變風(fēng)量空調(diào)進(jìn)行設(shè)計的過程中，一定要對每一個控制過程進(jìn)行精心的設(shè)計。設(shè)計原理是采用前饋控制和反饋控制相結(jié)合的方法，對系統(tǒng)所要求的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對氣流的控制。由于這一系統(tǒng)也具有高度非線性的特征，因此，也需要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)來處理一些復(fù)雜的環(huán)境。將PID控制技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實現(xiàn)了智能控制，滿足人們對風(fēng)量要求的同時，減少了電能的消耗[4]。

3 結(jié)束語

建設(shè)智能建筑要以智能控制技術(shù)作為支持，對一些復(fù)雜、具有不確定性以及高度非線性特征的過程進(jìn)行控制。在一座智能建筑中，通常都會使用智能控制技術(shù)對電梯群進(jìn)行調(diào)度，以最優(yōu)化的方式利用資源，同時會使用智能控制技術(shù)對建筑中的照明、空調(diào)進(jìn)行控制，在便利人們生活的同時，節(jié)約能源。

參考文獻(xiàn)

[1]代睿，曹龍漢.智能控制技術(shù)在智能建筑空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].甘肅科技縱橫，2010，6：21-22.

[2]張睿鑫.基于LCN總線的智能建筑控制系統(tǒng)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2013.

[3]王金選.智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[D].華僑大學(xué)，2004.

[4]韋巍.智能控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀和展望[J].機電工程，2000，6：1-4.