Virtual reference feedback tuning strategy for a university building heating system

Abstract

We consider Virtual Reference Feedback Tuning for the temperature control system of a commercial building, where the goal is to design an optimal feedback controller such that the building’s temperature follows a reference. We consider the effect of external variables that can influence temperature behavior, such as weather data, human heat and thermal interactions between different parts of the building. We propose a model-free control design method based on a one-shot temperature experiment allowing to optimize human comfort and reduce energy use in comparison with standard commercial heating strategies. The main advantage of the proposed method when compared to other control strategies is that it does not require any thermal model of the building. The applicability of the proposed method is illustrated with simulations.

Considera-se o método Virtual Reference Feedback Tuning para o sistema de controle de temperatura de um edifício comercial, onde o objectivo é conceber um controlador ótimo em malha fechada, de tal forma que a temperatura do edifício siga uma referência. Considera-se o efeito de variáveis externas que podem influenciar o comportamento da temperatura, tais como dados meteorológicos, calor humano e trocas térmicas entre as diferentes partes do edifício. Propomos o design de um controlador livre de modelo baseado em um único experimento de temperatura, permitindo otimizar o conforto e reduzir a utilização de energia em comparação com as estratégias normais de aquecimento comercial. A principal vantagem do método proposto quando comparado com outras estratégias de controle é que não requer qualquer modelo térmico do edifício. A aplicabilidade do método proposto é ilustrada com simulações.