舒适性节能照明控制策略的研究

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2、ｍＩＳＳＳＳ５Ｓ５ＳＳＳ５５５ＳＳＳＳＳ：ＳＳＳＳＳＳ５ＳＳＳ＾ＳＳＳＳ：丨：丨Ｉ丨丨丨：：：５ａ：：：申请工学硕士学位论文论文题目：舒适性节能照明控制策略的研究学科门类：工学一级学科：控制科学与工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：春江锋导师：张玉杰教授2018年5月RESEARCHONCONTROLSTRATEGYOFCOMFORTANDENERGYSAVINGLIGHTINGAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandT

3、echnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJiangfengChunSupervisor:Prof.YujieZhangMay,2018舒适性节能照明控制策略的研究摘要随着人们生活水平的不断提高，人们对楼宇光环境已不再局限于满足基本的照明需求，对照明的舒适性与节能性也提出了新的要求。传统的照明控制方法多偏重于节能控制，缺乏对光环境舒适性的综合评价，不能同时满足光环境舒适

4、性与节能照明的需求，同时，室内光环境主要依靠人工照明实现，对天然采光的关注度不够。将天然采光与人工照明相结合，研究一种舒适性节能照明控制策略，对于提高室内照明的舒适性和节能效果具有重要意义。本文从影响室内照明舒适性评判因素出发，建立了光环境舒适性综合评价的量化模型，完成对光环境舒适度的客观评价；设计了双模糊控制器，充分利用天然光；改进了粒子群算法，在满足室内光环境整体舒适的前提下，寻求用电能耗最小的光通量组合，实现舒适照明和节能照明的双重目标。论文的主要工作总结如下：（1）通过分析影响室内光环境舒适

5、性评价因素，建立了室内照明舒适性评价模型，确定了采用模糊综合评价法和层次分析法相结合实现舒适性综合评价，提出了通过CMOS图像传感器测量环境照度和均匀度并实现舒适性评价的方法。（2）对天然光的特点及天然采光的控制需求进行了分析，提出了双模糊控制器实现百叶窗开度角调节的控制方法。搭建了Simulink仿真模型，对比双模糊控制器与单模糊控制器输出百叶窗开度和作业面产生照度，结果表明双模糊控制器的控制精度更高，验证了双模糊控制器的可行性和性能上的优越性。（3）将粒子群算法应用到人工照明控制中，在满足光环境

6、整体舒适的前提下，构建了实现能耗最小的适应度函数，采用细菌觅食算法对陷入局部收敛的粒子群算法进行了改进。在MATLAB中完成了最佳光通量组合的搜索，利用DIALux搭建了办公空间仿真模型及计算办公区域的照度、均匀度分布，对比结果表明改进后粒子群算法的光环境的舒适度和节能性均有所提高，验证了改进后粒子群算法具有更好的收敛性。（4）研究了天然采光与人工照明相结合的照明控制策略。在不同天空光模式下和不同太阳高度角下，在MATLAB中确定百叶开度和光通量组合，利用DIALux搭建了带有百叶装置的办公空间仿真

7、模型及计算办公区域的I照度、均匀度分布，对比补光前后光环境的舒适度和有无天然采光下的能耗，验证了照明控制策略能够同时满足舒适性和节能最大化的目标。（5）搭建了基于DALI照明控制系统测试平台，并将双模糊控制算法和粒子群算法应用于系统中，确定了系统工作流程，解决了实际应用中照度测量的问题，完成天然光照度的提取，对系统控制效果进行了测试。结果表明，总体照明控制策略能够同时满足舒适性与节能性双重目标，验证了舒适性节能照明控制策略的可靠性。关键词：舒适性评价，照明控制策略，双模糊控制器，粒子群算法IIRES

8、EARCHONCONTROLSTRATEGYOFCOMFORTANDENERGYSAVINGLIGHTINGABSTRACTWiththeimprovementofpeople’slivingstandards,people’sdemandforlightingenvironmentofbuildingsisnolongerconfinedtothesatisfactionofbasiclighting.Newrequirementsforlightingcomfor