负离子循环优化方法及系统与流程

本发明涉及工业控制系统与空气环境调控，尤其涉及一种负离子循环优化方法及系统。

背景技术：

1、目前，负离子发生与输送设备用于在办公空间、商业建筑等室内环境中产生负离子，并将负离子输送至目标区域。此类设备主要包括负离子发生端、传输通道、风机和负离子传感器，并可接入工业控制系统进行状态采集和运行控制。

2、在一种现有技术中，负离子传感器采集目标区域的负离子浓度，控制设备将采集的负离子浓度与预设浓度阈值进行比较，并根据比较结果调节负离子发生端的输出功率、控制负离子发生端启停或者改变风机转速。

3、然而，目标区域的负离子浓度由负离子生成、通道输送、空间气流扰动和环境消耗共同决定。依据已经采集的负离子浓度进行调节，通常只能在浓度偏差形成后执行控制，难以及时反映人员密度、空气流动、温度或湿度变化引起的负离子消耗趋势。同时，传输通道的负载、拥塞程度和响应延迟会改变实际传输能力，若负离子发生端和传输通道分别进行调节，容易造成负离子生成量、传输能力与消耗量不匹配，进而出现负离子补充不足、通道内负离子积聚或者目标区域浓度分布不均的问题。

4、综上，现有技术难以根据负离子消耗状态和传输通道的实际运行状态，对负离子的生成过程与输送过程进行协调调节，影响目标区域负离子浓度分布的稳定性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种负离子循环优化方法及系统，以实现对负离子生成过程、输送过程和目标区域消耗状态的协调调节，提高目标区域负离子浓度分布的稳定性。

2、第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种负离子循环优化方法，包括：

3、获取目标区域的负离子浓度的初始消耗速率和环境波动特征，通过预设长短期记忆模型对所述初始消耗速率和所述环境波动特征进行时序预测，得到预测消耗速率；

4、获取负离子传输通道的当前传输能力，根据所述预测消耗速率和所述当前传输能力生成通道控制指令，并根据所述通道控制指令调节风机，得到更新传输能力和更新通道状态；

5、根据所述更新传输能力、所述更新通道状态和所述预测消耗速率确定目标生成速率，获取负离子发生端的初始生成速率，并根据所述目标生成速率和所述初始生成速率生成发生控制指令；

6、根据所述发生控制指令调节所述负离子发生端的放电电压，获取负离子发生端实时生成速率和负离子的当前浓度分布，并根据所述实时生成速率与所述当前浓度分布的匹配结果确定最终生成速率和最终浓度分布。

7、在一种可选的实施方式中，所述通过预设长短期记忆模型对所述初始消耗速率和所述环境波动特征进行时序预测，得到预测消耗速率，包括：

8、将所述初始消耗速率和所述环境波动特征按照采集时间进行对齐，得到时序特征数据；

9、将所述时序特征数据输入所述预设长短期记忆模型，得到所述预测消耗速率。

10、在一种可选的实施方式中，所述获取负离子传输通道的当前传输能力，包括：

11、获取所述负离子传输通道内的风量和风压，并根据所述风量和所述风压确定风阻，根据所述风阻确定负离子在所述负离子传输通道内的传输衰减程度；

12、根据所述传输衰减程度对所述负离子传输通道的额定传输能力进行修正，得到所述当前传输能力。

13、在一种可选的实施方式中，所述根据所述预测消耗速率和所述当前传输能力生成通道控制指令，包括：

14、计算所述预测消耗速率减去所述当前传输能力的差值，得到传输供需偏差量；

15、根据所述传输供需偏差量的正负和绝对值确定风机转速的调节方向和调节幅度，并生成所述通道控制指令。

16、在一种可选的实施方式中，根据所述通道控制指令调节风机，得到更新传输能力和更新通道状态，包括：

17、根据所述通道控制指令调节所述风机的转速，并获取调节后的风量和调节后的风压；

18、根据所述调节后的风量和所述调节后的风压确定调节后的风阻，并根据调节后的风量、所述调节后的风压、所述调节后的风阻及传输响应时间确定所述更新传输能力和所述更新通道状态。

19、在一种可选的实施方式中，所述根据所述更新传输能力、所述更新通道状态和所述预测消耗速率确定目标生成速率，包括：

20、根据所述更新通道状态对所述更新传输能力进行修正，得到有效传输能力；

21、根据所述有效传输能力与所述预测消耗速率之间的匹配关系确定所述目标生成速率。

22、在一种可选的实施方式中，所述根据所述目标生成速率和所述初始生成速率生成发生控制指令，并根据所述发生控制指令调节所述负离子发生端的放电电压，包括：

23、计算所述目标生成速率减去所述初始生成速率的差值，得到生成速率偏差量；

24、根据所述生成速率偏差量的正负和绝对值确定目标放电电压，并生成与所述目标放电电压对应的发生控制指令；

25、根据所述发生控制指令将所述负离子发生端的放电电压调节至所述目标放电电压。

26、在一种可选的实施方式中，所述获取负离子发生端实时生成速率和负离子的当前浓度分布，并根据所述实时生成速率与所述当前浓度分布的匹配结果确定最终生成速率和最终浓度分布，包括：

27、对同一采样时段内的所述实时生成速率和所述当前浓度分布进行时间对齐；

28、根据对齐后的实时生成速率变化与当前浓度分布变化确定匹配偏差；

29、将所述匹配偏差满足预设匹配条件时的实时生成速率和当前浓度分布分别确定为所述最终生成速率和所述最终浓度分布。

30、第二方面，本发明提供了一种负离子循环优化系统，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述负离子循环优化方法的步骤。

31、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述负离子循环优化方法的步骤。

32、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

33、（1）本发明根据目标区域的初始消耗速率和环境波动特征预测负离子消耗趋势，使风机调节和负离子生成调节能够使用预测消耗速率作为共同依据，减少仅依据已经形成的浓度偏差执行控制所产生的调节滞后。

34、（2）本发明根据风量、风压和风阻确定负离子传输通道的传输衰减程度，并利用调节后的风量、风压、风阻及传输响应时间更新传输能力和通道状态，使目标生成速率能够与负离子传输通道的实际输送状态相匹配。

35、（3）本发明在调节负离子发生端的放电电压后，对实时生成速率与当前浓度分布进行时间对齐和匹配，根据匹配结果确定最终生成速率和最终浓度分布，由此形成负离子消耗预测、通道调节、发生端调节和浓度分布验证相衔接的循环调节过程。

1.一种负离子循环优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，所述通过预设长短期记忆模型对所述初始消耗速率和所述环境波动特征进行时序预测，得到预测消耗速率，包括：

3.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，所述获取负离子传输通道的当前传输能力，包括：

4.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，所述根据所述预测消耗速率和所述当前传输能力生成通道控制指令，包括：

5.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，根据所述通道控制指令调节风机，得到更新传输能力和更新通道状态，包括：

6.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，所述根据所述更新传输能力、所述更新通道状态和所述预测消耗速率确定目标生成速率，包括：

7.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，所述根据所述目标生成速率和所述初始生成速率生成发生控制指令，并根据所述发生控制指令调节所述负离子发生端的放电电压，包括：

8.根据权利要求1所述的负离子循环优化方法，其特征在于，所述获取负离子发生端实时生成速率和负离子的当前浓度分布，并根据所述实时生成速率与所述当前浓度分布的匹配结果确定最终生成速率和最终浓度分布，包括：

9.一种负离子循环优化系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至8任一项所述的负离子循环优化方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的负离子循环优化方法。