표제지
국문요약
영문요약
Nomenclature
목차
제1장 서론 15
1.1. 연구의 배경 15
1.2. MPC 운영 성능 및 구현에 관한 문헌 고찰 17
1.3. 연구의 목적 22
1.4. 연구의 방법론 22
1) 대상 건물과 HVAC 시스템의 모델링 22
2) MPC 시뮬레이션 23
3) 실제 건물에 MPC 시뮬레이션 결과의 구현 23
제2장 연구 방법에 대한 예비적 고찰 24
2.1. 건물 모델링 방법에 대한 이론적 고찰 24
2.2. MPC에 대한 이론적 고찰 25
2.3. MPC 구현 방법에 대한 이론적 고찰 27
2.3.1. 적외선 신호를 이용한 방법 27
2.3.2. 스마트 푸셔를 이용한 방법 27
제3장 실측 기반 건물 모델링 28
3.1. 대상 건물 및 HVAC 시스템 28
3.2. 실측 기반 grey-box 모델링 및 평가 30
3.3. 소결 35
제4장 MPC 시뮬레이션 36
4.1. 시뮬레이션 조건 36
4.2. 시뮬레이션 결과 37
4.3. 소결 42
제5장 실제 건물에서의 MPC 구현 43
5.1. 적외선 신호 통신 기반 MPC 구현 과정 43
5.1.1. Arduino 보드 구성 45
5.1.2. 적외선 신호 파형 모사 46
5.1.3. 실시간 MPC 47
5.2. 스마트 푸셔 기반 MPC 구현 과정 49
5.2.1. Arduino 보드 구성 및 모터 제어 51
5.2.2. 실시간 MPC 및 closed loop system 52
5.3. MPC 구현 54
5.3.1. 구현 조건 56
5.3.2. 구현 결과 및 분석 57
5.4. 소결 62
제6장 결론 63
제7장 논의 사항 65
참고 문헌 67
부록 73
부록 A. Detailed implementation data 73
부록 A.1. Implementation data (MPC, feedback) 73
부록 A.2. Implementation data (Feedback with TVS) 74
부록 B. MATLAB & Arduino code of infrared communication method 75
부록 B.1. MATLAB code (Infrared signal communication method) 75
부록 B.2. MATLAB code (Infrared signal communication method) 76
부록 B.3. MATLAB code (Infrared signal communication method) 76
부록 B.4. MATLAB code (Infrared signal communication method) 77
부록 B.5. MATLAB code (Infrared signal communication method) 78
부록 B.6. MATLAB code (Infrared signal communication method) 78
부록 B.7. Arduino code (Infrared signal communication method) 79
부록 B.8. Arduino code (Infrared signal communication method) 80
부록 B.9. Arduino code (Infrared signal communication method) 81
부록 B.10. Arduino code (Infrared signal communication method) 82
부록 B.11. Arduino code (Infrared signal communication method) 83
부록 C. MATLAB & Arduino code of smart pusher method 84
부록 C.1. Matlab code (Smart pusher method) 84
부록 C.2. Arduino code (Smart pusher method) 85
부록 C.3. Arduino code (Smart pusher method) 86
부록 C.4. Arduino code (Smart pusher method) 87
부록 C.5. Arduino code (Smart pusher method) 88
표 (4.1) Energy rate of various TOU plans for cooling season 38
표 (4.2) Analysis of comfort bound violations in simulation case 39
표 (4.3) Comparison between MPC and feedback control (simulation case study) 41
표 (5.1) Analysis of comfort bound violations in implementation case 57
표 (5.2) Comparison of implemented MPC and Feedback control 59
표 (5.3) Comparison of average values of MPC, feedback control, feedback control with TVS 60
그림 (1.1) Overall research process 23
그림 (3.1) Outside view and plan of target building in campus 29
그림 (3.2) Coefficient of performance curve of target HVAC system 30
그림 (3.3) Thermal network of grey-box model (3R2C) 31
그림 (3.4) Inside view of the test bed 32
그림 (3.5) Grey-box modeling results with control and disturbance inputs 34
그림 (4.1) Peak period of various TOU plans 38
그림 (4.2) Simulation results of MPC and feedback control 40
그림 (5.1) Infrared signal communication method's process for implementation 44
그림 (5.2) Arduino board for infrared communication 45
그림 (5.3) Experiment for identifying the wave signal (top) and signal waveform for different temperature (bottom) 46
그림 (5.4) Smart pusher method's process for implementation 50
그림 (5.5) Arduino board for smart pusher 51
그림 (5.6) Image processing for closed loop system 53
그림 (5.7) MPC Implementation via infrared signal communication 54
그림 (5.8) Non-contact power consumption meter 55
그림 (5.9) Experiment date (MPC, feedback control) 56
그림 (5.10) Implementation results of MPC and feedback control 58
그림 (5.11) The indoor, outdoor air temperature of feedback control with TVS (case 1~2) 61
그림 (5.12) The indoor, outdoor air temperature of feedback control with TVS (case 3~4) 61