基于模糊控制的闭环时序调压调光照明节能系统设计

【摘要】： 我国人口众多、资源相对紧张，能源紧缺制约了国民经济的发展。因此，经济要实现持续、快速、健康发展，必须改变经济增长方式，由粗放型向集约型转变，节能是国家发展经济的一项长远战略方针。照明用电量在总耗电量中所占比例逐渐增大，所以进行照明节能控制是很有实际意义的。 本文分别从课题产生的背景和研究意义、方案的选择与确立、系统软硬件设计、模糊控制思想在照明节能系统中的实现等方面展开整个照明节能系统的阐述。在方案的选择和确立中，对常用照明灯具进行了类型分析，并选出具有代表性的两种电光源。通过调节电压去检测其照度的变化情况最后得到电压与照度变化的特性关系，论证了调节电压可达到调节照度的可行性。经过查阅文献对当前国内外常用的照明节能控制器调压调光方法进行分析并对其优缺点逐一比较，最后根据以往调压调光方法的优缺点提出了一种新型的方案——即晶闸管分级调压调光法，并给出了模糊控制思想在此照明节能系统中的应用方法。本文还阐述了照明节能系统的整体架构以及软、硬件设计。系统的硬件包括过零检测电路、晶闸管调压组合电路、电压检测电路等和分别以P89LPC935单片机为核心的上位机外围控制电路以及89S51单片机为核心的下位机外围控制电路的设计。最后总结了全文工作并说明了系统中的一些不足之处。 【关键词】：照明节能 闭环时序 晶闸管 交流电压组合控制 模糊控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP273.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 课题产生的背景和研究意义12
• 1.2 本课题的目的、任务及拟解决的关键问题12-13
• 1.3 本论文内容简介13-15
• 第二章 节能方法的比较与最终的方案的确定15-24
• 2.1 实验照明光源的选择15
• 2.2 电压与发光强度关系的特性实验15-19
• 2.2.1 实验条件与采取的方法15-17
• 2.2.2 电压与照度之间关系的确立17-19
• 2.3 国内外照明节能采取的方法与照明节能控制设备性能比较19-22
• 2.3.1 照明节能主要方法19
• 2.3.2 常用照明节能设备调光方法及性能比较19-22
• 2.4 本次系统设计方案初步确立22-24
• 第三章 照明节能系统的组成和工作原理24-44
• 3.1 系统的整体架构24-25
• 3.1.1 照明节能系统概述24-25
• 3.1.2 系统硬件总体划分25
• 3.2 系统调压调光的方法25-29
• 3.2.1 双向晶闸管的特性26
• 3.2.2 晶闸管分级电压调节方法基本原理及实现过程26-29
• 3.3 照明节能系统上位机设计方案29-37
• 3.3.1 单片机P89LPC935简介29-32
• 3.3.2 人机接口模块电路32-33
• 3.3.3 PCF8563时钟/日历芯片33-35
• 3.3.4 电压检测电路35-37
• 3.4 上下位机之间串口通讯37
• 3.5 照明节能系统下位机总体设计方案37-43
• 3.5.1 单片机AT89S51单元模块及管脚分配37-39
• 3.5.2 过零检测电路39-40
• 3.5.3 晶闸管调压控制电路40-41
• 3.5.4 电流检测电路与过流保护41-43
• 3.6 系统供电电路43-44
• 第四章 照明照度智能控制的研究44-67
• 4.1 照明节能中引入模糊控制方法及可行性44-45
• 4.2 照明节能系统的模糊控制基本原理45-46
• 4.3 模糊控制理论在节电控制器中的应用46-55
• 4.3.1 模糊控制器的变量的选取46-47
• 4.3.2 精确量的模糊化47-50
• 4.3.3 模糊控制规则50-51
• 4.3.4 解模糊51-52
• 4.3.5 模糊查询表52-53
• 4.3.6 模糊控制器的仿真53-55
• 5.1 使用C语言开发单片机的必要性55
• 5.2 照明节能系统软件总体设计规划55-56
• 5.3 软件的系统设计56
• 5.4 液晶控制芯片KS0713的软件编程及初始化56-58
• 5.5 键盘的软件编程58-63
• 5.6 PCF8563时钟/日历芯片软件实现63-64
• 5.7 上位机与下位机之间通讯程序框图64-65
• 5.8 模糊控制子程序设计65-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 工作总结67
• 6.2 不足与展望67-69
• 参考文献69-71
• 附录1 在攻读硕士期间发表的论文71

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