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照度存在著不同的要求，根據(jù)工作人員對照度的不同要求將燈具亮度設(shè)定在最優(yōu)情況下不僅對提高工作人員工作效率起著十分重要的作用，同時又能節(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)鄰域算法來調(diào)整各個燈具亮度實現(xiàn)個人對照度的要求，但這種方法使燈具一直處在調(diào)節(jié)狀態(tài)，造成實用效果欠佳的問題。針對這種情況，本文采用遺傳算法對其進行優(yōu)化，取得了較好的效果。1智能照明發(fā)展概況2模型的建立照度計算方法室內(nèi)多燈具照明建模照度計算方法在面積較大的室內(nèi)照明中，因為室內(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)生的照度分量對檢測點照度的影響很小。為了降低建模復(fù)雜度，不考慮墻面反射光的影響，且將光源近似為點光源。點光源直射照度的計算基本定律為余弦定律和距離平方反比律燈具L與檢測點A照度計算坐標(biāo)圖

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

E：A點的水平照度，單位為lx;K：維護系數(shù)（減光系數(shù)）；F：所使用照明光源的實際光通量，單位為lm;Iq：燈具配光曲線是按燈具光通量為1000lm時給出的，Iq是配光曲線上q方向的光強，單位為cd。Iq可在求出角度q和q1的基礎(chǔ)上通過查詢下表得到。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個照度檢測點，根據(jù)上式取式中Ei為第i個檢測點的照度。Fj為第j盞燈具的亮度10

由于問題的目標(biāo)是使得各點的實際照度與設(shè)定照度誤差最小且降低能量消耗，但有時小的誤差需要依靠較大的能量消耗為代價，誤差與能量消耗之間相互制約，因此在設(shè)計目標(biāo)函數(shù)時加入了權(quán)重系數(shù)，通過調(diào)節(jié)權(quán)重系數(shù)可以調(diào)節(jié)對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個檢測點的設(shè)定照度；h(j)：第j個燈具的能量消耗；p：為權(quán)重因數(shù)；Eji：第j個燈具在第i個檢測點產(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8m，寬5m，高2.8m的房間為例。房間中裝設(shè)9盞燈，4個工作位（檢測點）。每盞燈能進行255級調(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）。檢測點坐標(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）

由于燈具的個數(shù)為9盞，所以種群個體的基因為9個，每個基因采用8位二進制數(shù)編碼。場景模式設(shè)計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。種群個體數(shù)量選擇30。使用單點交叉方法，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)解燈具開啟等級分別為255、85、5、254、197、19、249、238、217。各檢測點實際照度為120lx、299lx、349lx、298lx。燈具的開啟亮度很好的滿足要求風(fēng)光互補LED路燈成功案例分析

1、公司簡介2、風(fēng)光互補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：300W，(啟動風(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)智能控制器：風(fēng)光互補組合型LED路燈：≤80W（縱60°橫120°）照明時間：6~8小時/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)機葉片強度及動平衡；2)、注意風(fēng)機碳印電阻及散熱措施；3)、風(fēng)機外執(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