Řídicí systémy a optimalizace

Výzkumný tým
Zaměřujeme se na aplikaci pokročilých řídicích a optimalizačních algoritmů v budovách a napojených zařízeních.

Jedním z nosných témat je vývoj řídicích a diagnostických bloků pro programovatelné logické automaty (PLC) založených na strojovém učení. Vyvíjíme například regulátory s automatickým nastavováním parametrů či systém automatického označování a přiřazování datových bodů do sémantického popisu.

Dalším nosným tématem je návrh koncepce a realizace algoritmů pro vznikající trh s energetickou flexibilitou (dříve označováno také jako “demand-response”). V této oblasti se zaměřujeme na predikci energetické náročnosti procesů a budov a následné optimální využití akumulace energie s cílem minimalizovat náklady/maximalizovat flexibilitu. Hlavním nástrojem je prediktivní řízení založené na dynamickém modelu chování systému.

Zabýváme se také návrhem, vývojem a testováním inovativních otopných systémů. Vizí našeho týmu je jednotrubkový otopný systém minimalizující jak instalační náklady díky jednodušší topologii, tak provozní náklady použitím moderních prediktivních algoritmů pro vytápění budov.

Nad rámec výše uvedených aktivit například pracujeme na optimalizaci pracovního bodu a prediktivní regulaci systému pro čerpání vody ze vzduchu (AWG), či vývoji virtuálních sensorů pro uhelné elektrárny.

Pro účely rychlého prototypování zařízení a nasazení pokročilých algoritmů řízení disponujeme souborem softwarových nástrojů umožňujících konverzi algoritmů ze návrhového nástroje Matlab do jazyka vhodného pro samostatný běh v PLC/mikroprocesoru zařízení. 
 

Hlavní aktivity týmu

  • Vyvíjíme machine learning algoritmy pro řídicí systémy budov.
  • Pracujeme na koncepci a realizaci energetické flexibility budov.
  • Vyvíjíme řídicí prvky s teplotní zpětnou vazbou pro otopné systémy.
  • Navrhujeme virtuální sensory.
  • Optimalizujeme řídicí systémy zařízení a procesů.

Vybavení

Laboratoř se zabývá návrhem, vývojem a testováním řídicích systému nejen v oblasti budov. Především se jedná o návrh pokročilého či nadstavbového řízení nad základními řídicími smyčkami. Cílem je optimalizace chodu řízeného procesu vzhledem ke kvalitativním kritériím.

Laboratoř se zabývá návrhem, vývojem a testováním inovativních otopných systémů. V současné době je výzkum zaměřen na vývoj distribuované čerpadlové soustavy, která je založena na tzv. jednotrubkové topologii. Vizí týmu je otopný systém minimalizující jak instalační náklady díky jednodušší topologii, tak provozní náklady použitím moderních prediktivních algoritmů pro vytápění budov. Testovací zařízení poskytuje veškeré potřebné senzorické vybavení a široké možnostmi řízení akčních členů. Veškerá data jsou nepřetržitě zaznamenávána, navíc je možné experiment řídit kompletně vzdáleným přístupem. Tymyfoto/hydronicsTestbed.jpg

Soubor softwarových nástrojů pro vývoj a samostatný běh algoritmů z Matlab/Simulink v průmyslovém počítači PLC. Krom generovaní kódu pro samostatný běh systém podporuje také vzdálené datové připojení (alg. v Matlabu běží na vzdáleném připojeném počítači) a logování do IoT databáze.