建筑的热力分散式控制

建筑供暖与制冷的能源需求在终端用能中占很大比重。因此，以节能的方式满足建筑使用者的舒适度要求十分重要。然而，建筑是大规模复杂系统，其热控基础设施易受传感器、执行器或通信网络故障影响，从而损害使用舒适度和能效表现。控制架构的去中心化程度决定了性能与鲁棒性之间的根本权衡。本论文从将建筑划分为集群以实现分散式控制的角度研究建筑热控问题，以平衡其性能与鲁棒性需求。推导了模型预测控制框架下集中式与分散式架构之间性能与鲁棒性偏差的度量。随后提出相应的聚类算法，以确定在性能与鲁棒性目标之间提供满意权衡的分散式控制架构。提出并比较了两种不同的划分方法：CLF-MCS 方法与 OLF-FPM 方法。还考虑了基于这些方法所得架构进行分散式控制设计的问题，其需要使用分散式扩张状态观测器来处理系统中未知状态与扰动不可得的问题。所提出的控制架构选择与分散式控制设计方法的潜在用途在真实世界多区域建筑的仿真中得到了展示。