室內(nèi)照明智能控制技術(shù)研究與仿真

室內(nèi)照明智能控制技術(shù)研究與仿真主要內(nèi)容1智能照明發(fā)展概況2模型的建立3遺傳算法在智能照明中的應(yīng)用4總結(jié)

燈具亮度的確定問題是室內(nèi)智能照明技術(shù)的關(guān)鍵問題。不同人不同的工作對(duì)照度存在著不同的要求，根據(jù)工作人員對(duì)照度的不同要求將燈具亮度設(shè)定在最優(yōu)情況下不僅對(duì)提高工作人員工作效率起著十分重要的作用，同時(shí)又能節(jié)約電能。采用梯度下降法求解在給定室內(nèi)照度曲面情況下各個(gè)燈具的亮度，但是需要建立室內(nèi)照明的精確模型，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)較為困難。有人提出采用可視光通信技術(shù)和自適應(yīng)鄰域算法來(lái)調(diào)整各個(gè)燈具亮度實(shí)現(xiàn)個(gè)人對(duì)照度的要求，但這種方法使燈具一直處在調(diào)節(jié)狀態(tài)，造成實(shí)用效果欠佳的問題。針對(duì)這種情況，本文采用遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，取得了較好的效果。1智能照明發(fā)展概況2模型的建立照度計(jì)算方法室內(nèi)多燈具照明建模照度計(jì)算方法在面積較大的室內(nèi)照明中，因?yàn)槭覂?nèi)空間較大，且室內(nèi)各面的反射率很小，室內(nèi)各面的反射光所產(chǎn)生的照度分量對(duì)檢測(cè)點(diǎn)照度的影響很小。為了降低建模復(fù)雜度，不考慮墻面反射光的影響，且將光源近似為點(diǎn)光源。點(diǎn)光源直射照度的計(jì)算基本定律為余弦定律和距離平方反比律燈具L與檢測(cè)點(diǎn)A照度計(jì)算坐標(biāo)圖

采用逐點(diǎn)法計(jì)算，根據(jù)余弦定律和距離平方反比律，如圖1燈具L對(duì)工作點(diǎn)A的照度影響為：

E：A點(diǎn)的水平照度，單位為lx;K：維護(hù)系數(shù)（減光系數(shù)）；F：所使用照明光源的實(shí)際光通量，單位為lm;Iq：燈具配光曲線是按燈具光通量為1000lm時(shí)給出的，Iq是配光曲線上q方向的光強(qiáng)，單位為cd。Iq可在求出角度q和q1的基礎(chǔ)上通過(guò)查詢下表得到。q q1

C0° C5° … C85° C90°0.0° 255 255 … 255 2551.0° 254 254 … 255 256… … … … … …89.0° 2.92 2.83 … 1.5 1.4290.0° 2.1 2.06 … 1.26 1.2室內(nèi)多燈具照明建模

在室內(nèi)裝有多盞燈具的情況下某一點(diǎn)A的照度為各燈具產(chǎn)生的照度總和。即Ei(A)：燈具i在A點(diǎn)產(chǎn)生的水平照度；n：室內(nèi)燈具總數(shù)。

若室內(nèi)裝有n盞燈具，m個(gè)照度檢測(cè)點(diǎn)，根據(jù)上式取式中Ei為第i個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的照度。Fj為第j盞燈具的亮度10

由于問題的目標(biāo)是使得各點(diǎn)的實(shí)際照度與設(shè)定照度誤差最小且降低能量消耗，但有時(shí)小的誤差需要依靠較大的能量消耗為代價(jià)，誤差與能量消耗之間相互制約，因此在設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)時(shí)加入了權(quán)重系數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)權(quán)重系數(shù)可以調(diào)節(jié)對(duì)誤差要求和能量消耗之間的權(quán)值。目標(biāo)函數(shù)為：e(i):第i個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)定照度；h(j)：第j個(gè)燈具的能量消耗；p：為權(quán)重因數(shù)；Eji：第j個(gè)燈具在第i個(gè)檢測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的水平照度。3遺傳算法在智能照明中的應(yīng)用基于遺傳算法的亮度調(diào)節(jié)算法

適應(yīng)度函數(shù)選為目標(biāo)函數(shù)的倒數(shù)即

仿真以長(zhǎng)8m，寬5m，高2.8m的房間為例。房間中裝設(shè)9盞燈，4個(gè)工作位（檢測(cè)點(diǎn)）。每盞燈能進(jìn)行255級(jí)調(diào)光,燈具的最大亮度為5000lm，燈具分布圖如下：燈具坐標(biāo)分別為（1.333，0.75，2.88）、(1.333，2.45，2.88)、（1.333，4.15，2.88)、（4，0.75，2.88）、（4，2.45，2.88）、（4，4.15，2.88）、（6.667，0.75，2.88）、（6.667，2.45，2.88）、（6.667，4.15，2.88）（單位m）。檢測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)分別為a1（3.3，3.7，0.8）、a2（6.6，3.7，0.8）、a3（6.6，1.3，0.8）、a4（3.3，1.3，0.8）（單位m）

由于燈具的個(gè)數(shù)為9盞，所以種群個(gè)體的基因?yàn)?個(gè)，每個(gè)基因采用8位二進(jìn)制數(shù)編碼。場(chǎng)景模式設(shè)計(jì)仿真使用遺傳算法確定燈具亮度，如一種模式要求a1照度為120lx，a2為300lx，a3為350lx，a4為300lx。種群個(gè)體數(shù)量選擇30。使用單點(diǎn)交叉方法，交叉概率選為0.7。變異概率選為0.002。最大遺傳代數(shù)為100。遺傳100代過(guò)程中種群均值的變化和解的變化見下圖

最優(yōu)解燈具開啟等級(jí)分別為255、85、5、254、197、19、249、238、217。各檢測(cè)點(diǎn)實(shí)際照度為120lx、299lx、349lx、298lx。燈具的開啟亮度很好的滿足要求風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈成功案例分析

1、公司簡(jiǎn)介2、風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈案例3、案例系統(tǒng)構(gòu)成4、提高系統(tǒng)可靠性的努力方向1、公司簡(jiǎn)介

泓昱照明科技有限公司是深圳市泓亞光電子有限公司旗下的一個(gè)子公司，公司主要從事開發(fā)LED應(yīng)用產(chǎn)品，產(chǎn)品系列有：

1）、LED路燈系列產(chǎn)品，功率從15W~130W；≤20W20~30W40~120W80~130W2）、隧道燈系列產(chǎn)品：功率從30W~120W；3）、日光燈系列產(chǎn)品：功率從9W~20W；4）、泛光燈系列產(chǎn)品：功率從30W~120W;5）、燈杯系列產(chǎn)品：功率從1W~13W,這里不依依介紹.簡(jiǎn)述：泓亞光電子——旗艦公司致力于LED光源的研發(fā)與封裝泓昱照明科技——子公司則致力于LED應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)2、風(fēng)光互補(bǔ)LED路燈案例(50~150W)浙江寧波60WLED路燈案例

云南大理80WLED路燈案例

深圳水官高速150WLED路燈案例

西安銅川50WLED街燈案例

3、案例系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)配置：配電標(biāo)準(zhǔn)：24V（DC）風(fēng)機(jī)：300W，(啟動(dòng)風(fēng)速≤2.5M)負(fù)假負(fù)載：500W/2.5Ω光伏組件：120~160WP(單晶硅)蓄電池組：400AH/12V(鉛酸免維護(hù))智能控制器：風(fēng)光互補(bǔ)組合型LED路燈：≤80W（縱60°橫120°）照明時(shí)間：6~8小時(shí)/天陰雨天供電：保四天燈桿高度：11(米);桿距≤30(米)燈高：8（米）;平均照度15(LX)蓄電池充放電范圍：22.5~29.5V4、提高系統(tǒng)可靠性的努力方向1)、注意風(fēng)機(jī)葉片強(qiáng)度及動(dòng)平衡；2)、注意風(fēng)機(jī)碳印電阻及散熱措施；3)、風(fēng)機(jī)外執(zhí)整流橋堆要有足夠的散熱面積；4)、注意光伏組件上不能有物影；5)、光伏組件面朝正南方，法線與水平面的夾角≤當(dāng)?shù)鼐暥龋?)、注意智能控制器要有抗回流閥，暫態(tài)電流承接能力應(yīng)≥50A；7)、電池倉(cāng)要通風(fēng)，蓄電池電極要上抗氧化酯；8)、施工中要做好電氣設(shè)備的防水工作。9)、引線合理風(fēng)機(jī)引線假負(fù)載引線光伏板導(dǎo)線燈線蓄電池引線2.5mm22.5mm22.0m