【摘要】：隨著近些年來(lái),我國(guó)高層建筑(例如高檔酒店、高層住宅、高級(jí)寫字樓等)的不斷增多,傳統(tǒng)的建筑照明系統(tǒng)由于對(duì)能源的消耗較大,且不能根據(jù)室內(nèi)實(shí)時(shí)照度的變化而對(duì)燈具的照度、室內(nèi)窗簾的遮擋等進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié),且控制方式單一,系統(tǒng)嚴(yán)重滯后,已經(jīng)無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)于照明環(huán)境、照明氛圍、照明用途的不同需求。在智能建筑領(lǐng)域,照明系統(tǒng)的能耗一直是建筑物能耗中的重要組成部分,據(jù)科學(xué)研究表明我國(guó)的建筑物能耗中照明部分的能耗占建筑物總能耗的27%以上,在當(dāng)今世界能源逐步枯竭的時(shí)代,建筑的節(jié)能問(wèn)題變得更加突出。本文為了解決系統(tǒng)能耗的問(wèn)題,將自然光源引入室內(nèi)照明之中,通過(guò)與人工光源的混合,達(dá)到節(jié)能的目的。為了滿足不同的房間對(duì)照度的要求及系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié),本文采用PID控制器對(duì)照明系統(tǒng)與遮擋系統(tǒng)的進(jìn)行控制,通過(guò)對(duì)PID控制中比例、積分、微分三個(gè)變量進(jìn)行調(diào)節(jié),能夠更精準(zhǔn)的對(duì)照度進(jìn)行分級(jí),以此滿足不同的需求。由于傳統(tǒng)的PID控制參數(shù)的選取是決定系統(tǒng)優(yōu)良與否的重要指標(biāo),因此本文引入粒子群算法,借助粒子群所具有的自尋優(yōu)的特點(diǎn),使照明控制系統(tǒng)能夠更快地完成預(yù)設(shè)的控制要求,并通過(guò)對(duì)粒子群的分析,進(jìn)一步優(yōu)化粒子群算法,使系統(tǒng)運(yùn)行得更加迅速、可靠且更加節(jié)能。本文的完成具體工作如下：(1)有效利用自然光照和人工光源進(jìn)行混合照明,實(shí)現(xiàn)符合照度要求的情況下根據(jù)室內(nèi)當(dāng)前照度和人眼的舒適程度主動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)百葉窗的遮陽(yáng)角度和升降高度；(2)對(duì)室內(nèi)燈具的亮度組合進(jìn)行最優(yōu)控制。利用光傳感器采集觀測(cè)點(diǎn)的照度數(shù)值,配合PID控制對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；(3)為了更好的優(yōu)化PID控制參數(shù),引入了粒子群優(yōu)化算法,并更進(jìn)一步通過(guò)對(duì)初始種群的選取及尋優(yōu)的過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化,避免陷入局部最優(yōu)的情況；(4)結(jié)合上述研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng),利用計(jì)算機(jī)仿真檢驗(yàn)了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,通過(guò)對(duì)結(jié)果的綜合分析,明確了日后的研究方向。隨著全球不可再生資源的日益枯竭,能源緊張局勢(shì)的不斷加劇,我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)暴露出來(lái)問(wèn)題也越來(lái)越明顯,因此為了應(yīng)對(duì)未來(lái)有限資源的挑戰(zhàn),同時(shí)也是為子孫后代造福,在建筑物照明領(lǐng)域,更具節(jié)能潛力的智能自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)必將成為將來(lái)發(fā)展的重點(diǎn),這正是本文的選題的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
[Abstract]:With the increasing number of high-rise buildings (such as high-grade hotels, high-rise residential buildings, high-grade office buildings, etc.) in recent years, the traditional building lighting system consumes a lot of energy. Moreover, the illumination of lamps and curtains can not be adjusted in real time according to the change of indoor real time illumination, and the control mode is single and the system lags behind seriously, so it can not meet the increasing lighting environment. Lighting atmosphere, lighting use of different needs. In the field of intelligent building, the energy consumption of lighting system is always an important part of building energy consumption. According to scientific research, the energy consumption of lighting part of the building energy consumption in our country accounts for more than 27% of the total building energy consumption. In the era of gradual depletion of energy in the world, energy-saving problems of buildings become more prominent. In order to solve the problem of energy consumption of the system, the natural light source is introduced into indoor lighting, and the energy saving is achieved by mixing it with artificial light source. In order to meet the requirements of different room contrast degree and self-adjustment of the system, this paper adopts PID controller to control the illumination system and the occlusion system, and adjusts the proportion, integral and differential variables in the PID control. Can more accurate contrast to grade, so as to meet different needs. Because the selection of traditional PID control parameters is an important index to decide whether the system is good or not, the particle swarm optimization algorithm is introduced in this paper, with the help of the characteristics of particle swarm optimization. The illumination control system can fulfill the preset control requirements more quickly, and through the analysis of particle swarm optimization, particle swarm optimization algorithm can make the system run faster, more reliable and more energy saving. The specific work of this paper is as follows: (1) the natural light and artificial light sources are effectively used for mixed lighting. According to the current illumination and the degree of human eye comfort, the shading angle and elevating height of indoor blinds can be adjusted actively. (2) the optimal control of the luminance combination of indoor lamps and lanterns is carried out. Light sensor is used to collect the illuminance value of observation point and adjust the luminaire with PID control. (3) in order to optimize the parameters of PID control, the particle swarm optimization algorithm is introduced. Furthermore, by optimizing the selection of initial population and the process of optimization, the situation of local optimum is avoided. (4) the reliable operation of the system is verified by computer simulation combined with the above research content design system. Through the comprehensive analysis of the results, the future research direction is clarified. With the increasing depletion of non-renewable resources in the world and the increasing energy tension, the problems in our energy industry are becoming more and more obvious. Therefore, in order to cope with the challenge of limited resources in the future, it is also for the benefit of future generations. In the field of building lighting, intelligent automatic regulation lighting system with more energy saving potential will become the focus of future development, which is the theoretical significance and practical value of this paper.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU113.66;TP18

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本文編號(hào)：2140171