郝旭歡 常博 郝旭麗

摘 要： 近年來，隨著社會經(jīng)濟和信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對建筑物使用功能的要求也不斷提高。自動化控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)組成的智能建筑越來越受到人們的重視。通過分析智能建筑的發(fā)展以及存在的困境，闡述模糊控制技術(shù)及其在智能建筑中的應(yīng)用，以便更好地實現(xiàn)住宅環(huán)境的舒適、安全、節(jié)能。

關(guān)鍵詞：智能建筑 模糊控制技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：TP273+.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）06-0265-01

一、智能建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

1.智能建筑概述

智能建筑是智能建筑技術(shù)和新興信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，智能樓宇利用系統(tǒng)集成的方法，將計算機自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)信息技術(shù)與建筑設(shè)計有機結(jié)合，通過對設(shè)備的自動控制，其內(nèi)容和形式日益復(fù)雜繁瑣，是時代發(fā)展、科技進步的結(jié)晶，是各個理論學(xué)科的綜合應(yīng)用[1]。

2.智能建筑主要特點

2.1安全性 除了保護生命、財產(chǎn)、建筑物安全外，還要防止信息網(wǎng)信息的被泄露或干擾，特別是防止信息、數(shù)據(jù)被破壞，防止被刪除和篡改以及系統(tǒng)非法或不正確使用。

2.2自動化 智能建筑必然與自動化相關(guān)聯(lián)，要將電力、空調(diào)、防災(zāi)、防盜、運輸設(shè)備等構(gòu)成綜合系統(tǒng)，同時要實現(xiàn)統(tǒng)一的控制。

2.3人性化 據(jù)建筑設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)研究，智能建筑的人性化特點極為明顯，是智能建筑最為根本的追求和目的，智能建筑的設(shè)計和施工最終的目的就是為了提高建筑物的舒適程度[2]。

3.智能建筑存在的困境

從基礎(chǔ)功能上講，雖然大型公共建筑的智能化已經(jīng)開始普及，但智能建筑在國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r也并不讓人滿意，系統(tǒng)穩(wěn)定性差、功能實現(xiàn)率低、智能化水平參差不齊，一直是智能建筑屢遭詬病的問題[3]。相關(guān)研究指出，建筑中不僅負(fù)荷量大，不同用電設(shè)備還呈現(xiàn)特殊的用電特性，使其用能管理更加復(fù)雜[4]。并且，建筑的細(xì)部與細(xì)部之間存在著協(xié)同與互用的非線性合作關(guān)系，各個細(xì)部之間相互影響，相互作用[5]。

4.模糊控制技術(shù)概述

模糊控制技術(shù)是近代控制理論中的一種高級策略和新穎技術(shù)。模糊控制技術(shù)基于模糊數(shù)學(xué)理論，通過模擬人的近似推理和綜合決策過程，使控制算法的可控性、適應(yīng)性和合理性提高。將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到智能建筑的綜合管理和控制系統(tǒng)，可使建筑物達到環(huán)境舒適、節(jié)能環(huán)保、安全高效等智能化建設(shè)要求，是智能建筑領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。

二、模糊控制在智能建筑中的應(yīng)用

1.模糊控制技術(shù)在電梯群控系統(tǒng)中的應(yīng)用

電梯交通系統(tǒng)是一個具有多輸入、多輸出、非線性的、不確定的系統(tǒng)，系統(tǒng)中含有許多模糊的、不完整的信息，這些模糊信息需要用模糊集來描述。計算機不能接受含糊的表達，但卻能用模糊邏輯來推理[6，7]?；谀：刂萍夹g(shù)的電梯群控系統(tǒng)FEGCS（Fuzzy Elevator Group Control System）研究表示，同傳統(tǒng)的集選控制方式相比，無論是電梯的起停次數(shù)，還是乘客平均乘梯時間、平均候梯時間、乘客的最長候梯時間及長時間候梯率，基于模糊控制技術(shù)的電梯群控系統(tǒng)的性能都優(yōu)于傳統(tǒng)的集選控制系統(tǒng)[8]。

2.模糊控制技術(shù)在室溫調(diào)節(jié)中的應(yīng)用

模糊控制能夠改善室內(nèi)外溫度的自動調(diào)節(jié)，以滿足人民對智能建筑的更高要求。由于影響室內(nèi)熱舒適度的各參數(shù)之間具有相互耦合、非線性的關(guān)系，構(gòu)成了復(fù)雜的 MIMO（ multi-input multi-output） 系統(tǒng)，很難實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)對室內(nèi)熱舒適度的準(zhǔn)確控制[9]。模糊控制PID較好地改善了空調(diào)系統(tǒng)存在的非線性、不確定性以及傳統(tǒng)PID控制自適應(yīng)能力差、系統(tǒng)動態(tài)控制性能不理想等問題[10]。采用復(fù)合控制，既具有模糊控制靈活、響應(yīng)快和適應(yīng)性能強的優(yōu)點，又具有PID控制精度高的特點[11]。

3.智能建筑光環(huán)境模糊控制

智能建筑光環(huán)境主要受自然光環(huán)境和人工光環(huán)境影響，創(chuàng)造恰到好處的視覺舒適程度關(guān)鍵在于合理利用自然光和人工照明。而舒適度是一種不可直接測量的物理量，具有主觀性、多維性和模糊性等特點?；谀：刂萍夹g(shù)的智能光環(huán)境控制系統(tǒng)，通過模糊控制對大多數(shù)燈具進行智能調(diào)光，調(diào)節(jié)自然光和人工照明，實現(xiàn)場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、軟啟動、軟關(guān)斷等復(fù)雜功能，達到節(jié)能、舒適、自然的照明控制要求[12]。所以利用模糊控制技術(shù)，將人的行為活動和舒適性關(guān)聯(lián)參數(shù)融入控制中，恰好適應(yīng)了光環(huán)境的特點。

結(jié)語：智能建筑是智慧城市的重要組成元素，而模糊控制有利于模擬人工控制的過程和方法，適用于智能建筑設(shè)計中的非線性、多變量等復(fù)雜系統(tǒng)的控制，智能建筑系統(tǒng)的復(fù)雜化也對模糊控制算法提出了更高的要求。模糊控制技術(shù)與智能建筑的結(jié)合是實現(xiàn)智慧城市的有效途徑，使信息技術(shù)與建筑行業(yè)共同造福人類，為人類提供更加舒適、安全、方便的居住環(huán)境。

參考文獻

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