[發明專利]一種基于牛頓極值搜索算法的雙閉環照明節能控制方法

有效

• 申請號: 201610346293.8
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN106028585B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 殷春;程玉華;周士偉;吳姍姍;魏修嶺;王偉;黃雪剛;白利兵;胡彬楊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于照明控制技術領域，更為具體地講，涉及一種滿足照度需求同時降低能耗的控制方法，即基于將燈具分組后采用牛頓法進行極值搜索尋找其相對能耗最低的照明節能控制方法。

背景技術

“節能也是生產力”，在滿足日益增長的能源需求的基礎上，如何最大限度的節約能源，達到能源利用最優，就顯得尤為重要，這也是我國乃至當今世界普遍關心的主要問題之一。

在照明領域，從節能的角度出發，就是滿足照度需求同時降低能耗。

在傳統照明系統控制中，不能通過調節燈具照度來準確控制室內區域的照度，在電能使用上也存在許多浪費。而現有的照明系統，如申請人2015年11月09日申請，2016年01月27日公布、公布號為105282939A、名稱為“一種節能照明控制方法及系統”的中國發明專利申請，能實現調節燈具照度從而滿足用戶的照度要求，但控制方法較復雜且能耗上也存在諸多浪費。同時，從控制方法來看，只是一種單閉環控制照度從而達到節能效果的方法。所以需要提出一種既能滿足用戶對照明系統的照度要求，又能通過多種方式節約能耗的控制方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有照明節能控制方法的不足，提供一種基于牛頓極值搜索算法的雙閉環照明節能控制方法，在滿足用戶照度需求的情況下，能快速穩定地尋找到能耗相對最低點

為實現上述發明目的，本發明基于牛頓極值搜索算法的雙閉環照明節能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、將用于照度控制區域照明的所有燈具劃分為n組，且每組燈具百分比用w₁,w₂,…,w_n表示，其中w₁+w₂+…+w_n＝1，通過改變百分比w₁,w₂,…,w_n的值，可以進一步控制各組燈具之間的亮度；在照度控制區域安裝一個光傳感器，用于照度控制區域照度的采集；

(2)、設定照度控制區域的目標照度值，初始化(估計)每組燈具的百分比為第n組我們用得到，所以在搜索算法循環的過程中只需要n-1項，構成向量(3)、向量經過擾動S(t)的作用產生輸入向量W′＝[w₁′,w′₂,…,w′_n-1]^T；

所述的擾動S(t)為[a₁sinσ₁t,a₂sinσ₂t,...,a_n-1sinσ_n-1t]^T，其中，t為時間，系數a₁,a₂,…,a_n-1、頻率參數σ₁,σ₂,…,σ_n-1，根據具體情況確定；

所述的作用為：

(4)、將輸入向量W′與百分比的第n項w′_n＝1-w₁′-w₂′-…-w′_n-1進行整合得到輸入向量W＝[w₁,w₂,…,w_n]^T，光傳感器將照度控制區域的采集照度值通過I²C協議傳入控制器，控制器通過串口將采集照度值數據傳入到上位機；在上位機中，采集照度值與目標照度值做PID閉環控制，即目標照度值減去采集照度值，差值送入PID控制器中，PID控制器輸出控制量，控制量作用于各組燈具的百分比即w₁,w₂,…,w_n，將作用后的結果通過串口輸出傳給控制器，然后對各組燈具亮暗程度進行控制；而當燈具的亮暗程度改變時，再通過光傳感器對照度控制區域照度進行實時采集，再次進行PID閉環控制，不斷減小采集照度值和目標照度值的差值，最終使采集照度值穩定在目標照度值；

(5)、計算每組燈具的能耗，然后求和，得到總能耗E′；對總能耗E′進行濾波，以濾去不穩定的波動，得到濾波后的總能耗E；