Россия
Россия
Факторы потребления энергии в процессах: охлаждение, обогрев, кондиционирование воздуха, освещение здания – оказывают значительное влияние на энергозатраты. Интеллектуальные методы управления энергопотреблением позволяют модернизировать инженерные системы зданий, при этом использование искусственных нейронных сетей и нечеткой логики с целью минимизации потребления энергоресурсов особенно эффективно при эксплуатации зданий. В работе для управления энергопотреблением использована система нечеткого вывода Мамдани, в ходе исследований выбраны функции принадлежности гауссовой, треугольной и трапециевидной формы, программно реализованы типы и функции входов и выходов для подсистем управления инженерными системами. По входным и выходным параметрам спроектированы системы: освещения, смарт-окно, система отопления, вентиляции и кондиционирования; получены таблицы нечеткого вывода, выполнен графический анализ данных. Предложенные управляющие решения по реализации нечетких правил на основе лингвистических переменных позволяют адаптировать систему управления зданием к условиям окружающей среды, предотвратить чрезмерное потребление энергии. В исследовании обоснован выбор энергопотребляющих частей здания, при формировании управляющих воздействий применены правила нечеткой логики в функциональных диапазонах. Показано, что система нечеткого вывода вырабатывает решения в соответствии c изменяющимися входными данными, при этом реализовано интегрированное управление, проанализированы отклики систем освещения, отопления, вентиляции и кондиционирования в зависимости от функции принадлежности входов. Интенсивность окружающего света предложено контролировать с помощью датчиков движения, в том числе оптических. Показано, что полученные результаты позволяют добиться снижения энергопотребления освещения от 15 до 25 %, максимального использования внешнего света, обеспечения комфортного температурного режима, а также приводят к возможности реализации функций координированного и интегрированного управления
: система нечеткого вывода, потребление энергии, функция принадлежности, контроль температуры, световой режим, входные данные, смарт-окно, освещение
1. Sivakumar R. V., Kamakshi P. V., Jiacun Wang J., Reddy K. T. V. Soft Computing and Signal Processing // Proceedings of 3rd ICSCSP 2020. Springer, 2021. V. 1. DOIhttps://doi.org/10.1007/978-981-15-2475-2.
2. Singh I., Michaelowa A. Indian Urban Building Sec-tor: CDM Potential through Engergy Efficiency in Electricity Consumption // SSRN Electronic Journal. August 2004. DOIhttps://doi.org/10.2139/ssrn.576001.
3. Panjaitan S. D., Hartoyo A. Lighting Control System in Buildings based on Fuzzy Logic // Telkomnika. December 2011. V. 9. N. 3. P. 423-432.
4. Cziker A., Chindris M., Miron A. Fuzzy controller for indoor lighting system with daylighting contribution // URL: https://www.emo.org.tr/ekler/1e7fea7f69ef687_ek.pdf (дата обращения: 20.10.2021).
5. Doulos L., Tsangrassoulis A., Topalis F. V. Evaluation of Lighting Controls in Office Buildings // 6th WSEAS International Conference on Circuits, Systems, Electronics, Control & Signal Processing, Cairo, Egypt, Dec. 29-31, 2007. P. 69-77. URL: https://www.researchgate.net/publication/267699771_Evaluation_of_lighting_controls_in_office_buildings (дата обращения: 20.10.2021).
6. Jiang W., Jiang Y., Ren H. Analysis and Prospect of Control System for Stage Lighting // Conference: Image and Signal Processing (CISP), 2010 3rd International Congress onVolume: 8 Yantai, 2010. November 2010. SourceIEEE Xplore. P. 3923-3928. DOIhttps://doi.org/10.1109/CISP.2010.5647570.
7. Yong Y., Zuojun B., Chunzheng Z., Lei W. Study on the Mesopic Vision Theory used in Road Tunnel Lighting Measurement // 3rd IEEE Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA) (Sanghai). January 2011. P. 565-567. DOIhttps://doi.org/10.1109/ICMTMA.2011.711.
8. Cheng C. A., Cheng H. L., Lin K. J., Chu K. L., Yen C. H. A Digitally Wireless Dimmable Lighting System for Two-Are Fluorescent Lamps // Technical Conference (TENCON) IEEE Region 10 (Fukuoka). 2010. P. 2173-2178.
9. Yan W., Hui S. Y. R. Dimming Characteristics of Large-scale High-Intensity-Discharge (HID) Lamp Lighting Networks using a Central Energy-Saving System // IEEE Industry applications conference 41st IAS Annual meeting (Tampa). 2006. P. 1090-1098.
10. Newsham G. R., Aries M. B. C., Mancini S., Faye G. Individual control of electric lighting in a daylit space // Lighting Research and Technology. 2008. N. 40 (1). P. 25-41.
11. Rea M. S. IESNA Lighting Handbook. NY: Illumi-nating Engineering Society of North America, 2000. 1037 p.
12. Jin M., Ho M. LabVIEW-based Fuzzy Controller Design of a Lighting Control System // Journal of marine science and technology. 2009. N. 17 (2). P. 116-121.
13. Cziker A., Chindris M., Miron A. Implementation of Fuzzy Logic in Daylighting Control // IEEE Conference on Intelligent Engineering Systems (INES), Budapest, 2007. P. 195-200.
14. Argiriou A. A., Bellas Velidis I., Balaras C. A. De-velopment of a neural network heating controller for solar buildings // Neural Networks. 2000. N. 13. P. 811-820.
15. Moon J., Jung W., Kim S. K. Application of ANN (Artificial Neural Network) in residential thermal control // IBPSA. Proceeding of Eleventh International IBPSA Con-ference. July 27-30, Scotland, 2009. P. 64-71.
16. Dombaycı Ö. A. The prediction of heating energy consumption in a model house by using artificial neural networks in Denizli-Turkey // Advances in Engineering Software. 2010. N. 41 (2). P. 141-147.
17. Jovanovic R., Aleksandra Z., Sretenovic A., Zivkovic B. D. Ensemble of various neural networks for prediction of heating energy consumption // Energy and Buildings. 2015. N. 94. P. 189-199.
18. Saglam S., Oral B. Modern Lighting Sources and Controls for Energy Efficient Lighting and a Smart Control Algorithm Application // WSEAS transactions on systems. 2010. Iss. 10. V. 9. P. 1098-1108,
19. Tang J. A. Dynamic System Model Validation Scheme with Fuzzy Logic Techniques // In Proceedings of the 10th ICALEPCS Int. Conf. on Accelerator & Large Expt. Physics Control Systems (Geneva, 10-14 Oct 2005). 2005. P. 45-51.
20. Othman M. F., Othman S. M. Fuzzy Logic Control for Non-Linear Car Air Conditioning // Elektrika. 2006. V. 8. N. 2. P. 38-45.
21. Hanamane M. D., Mudholkar R. R., Jadhav B. T., Sawant S. R. Implementation of Fuzzy Temperature control Using Microprocessor // Journal of Scientific and Industrial Research. 2006. V. 65. Iss. 3. P. 142-147.
22. Mongkolwongrojn M., Sarawit V. Implementation of Fuzzy Logic Control for Air Conditioning Systems // Proceedings of the 8th International Conference on Control, Automation and Systems. 2005. P. 313-321.
23. Abduljabar Z. A. Simulation and Design of Fuzzy Temperature Control for Heating and Cooling Water System // International Journal of Advancements in Computing Technology. 2011. P. 41-48.
24. Wang C., Lin C., Lee B., Liu C. J., Su C. Adaptive Two-Stage Fuzzy Temperature Control for an Electro heat System // International Journal of Fuzzy Systems. 2009. V. 11. N. 1. P. 59-66.
25. Malhotra R., Singh N., Singh Y. An Efficient Fuzzy-GA Flow Control of Turbine Compressor System: A Process Control Case Study // International Journal of Advancements in Computing Technology. 2010. V. 2. N. 4. P. 128-139.
26. Ларионов В. Г., Трейман М. Г. Интеллектуальное управление энергопотреблением на водопроводных станциях на примере филиала «Водоснабжение» ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Экономика. 2020. № 4. С. 7-14.
27. Hassanniakalager A., Sermpinis G., Stasinakis C., Verousis Th. A conditional fuzzy inference approach in forecasting // Production, Manufacturing, Transportation and Logistics, European Journal of Operational Research. 2020. V. 283. Iss. 1. P. 196-216.
28. Аббасипаям С., Мокрова Н. В. Использование нейронной сети персептрона для определения параметров промышленной системы // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2020. № 4 (34). С. 106-111.