智能控制技術的建筑研究

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摘要：隨著生活質量的提高，人們對建筑內部功能的要求逐漸增多，建設具有多功能的智能建筑已經成為一種不可阻擋的趨勢。文章闡述了智能控制技術與傳統控制技術的區別，介紹了幾種具有代表性的智能控制技術，分析如何將這些技術應用在智能建筑中。

關鍵詞：智能控制技術；智能建筑；研究

前言

智能控制技術最先應用于工業領域，為工業生產過程帶來了巨大的變化。隨著電子科技以及信息技術的發展，智能控制技術邁進了新階段，人們將其應用到了更多領域。智能建筑就是以智能控制技術作為支持，為人們設計出更加舒適、安全、節能、環保、便利的建筑環境。

1智能控制技術概述

1.1智能控制技術與傳統控制技術的區別

航天控制領域、交通運輸領域、通信工程領域等各個領域的快速發展導致這些系統的控制任務變得更急復雜、控制對象的穩定性較差、有著非線性的特征。這些特點為控制系統提出了更高的要求，傳統的控制技術已經無法滿足這些要求。相比之下，智能控制技術具有以下特點：首先，在理論基礎上，傳統控制系統的處理方法一般都是定量處理，對于知識的學習也比較精確。智能控制系統所使用的方法一般都是符號加工，對于知識的學習更加側重于積累一些非精確的知識。其次，從應用層面上來講，傳統控制系統一般只能夠控制一些大的系統或者對一些比較簡單的過程進行控制。而智能控制系統則能夠對一些比較復雜、具有一定不確定性或者是一些高度非線性的過程進行控制。最后，從性能層面來講，傳統控制方法對性能指標的要求比較嚴格，但是智能控制對性能指標沒有明確要求，而是更加側重是否達到目的。

1.2智能控制技術的代表性方法

智能控制技術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非常精確的數學模型，而是依據經驗對數據的規律進行總結，形成模糊的數學模型，依據這個模型對于非線性系統進行控制，這種控制方式的優點是對數據沒有精準性的要求。第二，專家控制方法。這種方法的原理是把專家的技術和經驗進行總結，并對其效仿，實現控制過程。這種方法具有很高的靈活性，如果控制環境或者控制對象的特征發生了變化，可以調節控制器的參數來適應這種變化，即使偏差較大，系統也能夠穩定、可靠的工作。第三，神經網絡控制方法。這種方法的原理是對人大腦的神經元傳遞信息的過程進行模擬，系統能夠通過連接的權值進行學習、校正，實現智能控制。神經元間的連接廣泛，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生太大的影響[1]。

2基于智能控制技術的智能建筑研究

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非常多，這就導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。這幾部電梯構成了電梯群，將智能控制技術應用于電梯群中，就實現了對電梯群進行有效控制，大大提高了客流的轉移速度。前面提到了智能控制常用的幾種方法，將模糊控制與神經網絡控制結合起來，就能夠實現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，但是其適應性較差，不能進行自主學習，而神經網絡恰恰就彌補了這一點，當環境及控制對象發生改變時，它能夠自主學習，進行自我完善。這兩種方法的結合能夠互相彌補缺點，將優勢最大限度的發揮出來。在對電梯進行調度的過程中，首先要對交通模式進行識別，經過控制系統的分析、計算，對電梯進行合理調度，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

照明是建筑設計中的重要內容，照明質量的好壞直接影響人們的生活質量。目前，建筑中最常采用的是智能照明控制系統。該系統主要分為以下幾種類型：第一種是點控制，也就是通過開關、導線對某一盞燈直接進行控制。第二種是區域控制。這種方式將控制范圍限定在特定的區域內，按照這個區域對照明的要求對燈具進行控制。第三種是網絡控制，也就是只使用一個控制中心，通過聯網的方式將所有的小區域的照明設備進行統一控制。這種系統結合了神經網絡技術、計算機技術、自動控制技術、網絡通信技術、數據庫技術等多種技術，具有一定的集成性。整個系統對建筑里的信息進行完整的采集，利用系統進行分析、對信息作出處理后傳輸出去，滿足用戶的用電要求。智能照明控制系統的典型特點是需要網絡作為支持實現信息交換，進行大范圍的控制。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，控制起來比較方便[3]。

2.3智能建筑中的空調控制

據統計，居民建筑中的空調用電占用電總數的50%左右。近幾年來，人們開始致力于智能空調控制系統，節約空調所消耗的電量，其中，具有代表性的是變風量空調。這類空調的缺點是控制過程有可能不太精確，產生噪聲過大、氣流不足等現象。因此，在對變風量空調進行設計的過程中，一定要對每一個控制過程進行精心的設計。設計原理是采用前饋控制和反饋控制相結合的方法，對系統所要求的風量進行調節和反饋調節，實現對氣流的控制。由于這一系統也具有高度非線性的特征，因此，也需要神經網絡控制技術來處理一些復雜的環境。將PID控制技術與神經網絡相結合，實現了智能控制，滿足人們對風量要求的同時，減少了電能的消耗[4]。

3結束語

建設智能建筑要以智能控制技術作為支持，對一些復雜、具有不確定性以及高度非線性特征的過程進行控制。在一座智能建筑中，通常都會使用智能控制技術對電梯群進行調度，以最優化的方式利用資源，同時會使用智能控制技術對建筑中的照明、空調進行控制，在便利人們生活的同時，節約能源。

參考文獻

[1]代睿，曹龍漢.智能控制技術在智能建筑空調系統中的應用[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研究[D].合肥工業大學，2013.

[3]王金選.智能控制技術在智能建筑中的應用[D].華僑大學，2004.

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

作者：李曉東 單位：新疆應用職業技術學院