4、基于约束规划解决空调系统问题的研究

基于约束规划解决空调系统问题的研究

1. 如何运用约束规划（CP）

在空调系统应用中，采用基于分支剪枝算法的通用 CP 框架。下面详细介绍具体步骤：
- 模型构建 ：
- 采用经典的三元组 ⟨V, D, C⟩ 来表示约束满足问题（CSP）。变量使用离散或连续域定义，计算时离散域会转换为区间包络，再用其包含的离散值细化。
- 约束基于算术表达式，使用经典的等式和弱不等式运算符。
- 部分物理定律通过实验建立，表现为分段非线性函数。为此定义全局分段约束，类似 Refalo 对线性分段函数的处理方法，高效计算这些分段非线性函数，还能方便定义组件选择范围。
- 求解算法 ：
- 传统的轮询策略在实体设计问题求解中速度慢且产生大量重复解，原因是对辅助变量进行了无用计算。
- 因此开发基于变量类别的启发式自定义搜索策略。设计变量与主要结构特征相关，模型常围绕它们和标准建立；辅助变量用于表达性能标准和物理行为等。该策略优先计算设计变量以确定设计架构，使辅助变量域更快缩小。
- 部分辅助变量根据其他变量明确定义，为避免无用探索步骤，将其精度设为无穷大，通过基于 2B 和盒一致性的一致性剪枝过程计算其值。同时，显式变量定义时不能存在依赖循环。
- 与其他将模型分解为有向无环图中小块的方法相比，当存在多组耦合变量时，这种方法可能导致模型分解成大块，问题难度依旧存在，且初步设计问题常约束不足，会引发对无关变量的无用计算。
- 精度管理 ：
- 精度管理对为设计师提供相关解集至关重要。每个设计变量的精度代表区间宽度，与公差