[发明专利]一种基于牛顿极值搜索算法的双闭环照明节能控制方法

说明书

技术领域

本发明属于照明控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种满足照度需求同时降低能耗的控制方法，即基于将灯具分组后采用牛顿法进行极值搜索寻找其相对能耗最低的照明节能控制方法。

背景技术

“节能也是生产力”，在满足日益增长的能源需求的基础上，如何最大限度的节约能源，达到能源利用最优，就显得尤为重要，这也是我国乃至当今世界普遍关心的主要问题之一。

在照明领域，从节能的角度出发，就是满足照度需求同时降低能耗。

在传统照明系统控制中，不能通过调节灯具照度来准确控制室内区域的照度，在电能使用上也存在许多浪费。而现有的照明系统，如申请人2015年11月09日申请，2016年01月27日公布、公布号为105282939A、名称为“一种节能照明控制方法及系统”的中国发明专利申请，能实现调节灯具照度从而满足用户的照度要求，但控制方法较复杂且能耗上也存在诸多浪费。同时，从控制方法来看，只是一种单闭环控制照度从而达到节能效果的方法。所以需要提出一种既能满足用户对照明系统的照度要求，又能通过多种方式节约能耗的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有照明节能控制方法的不足，提供一种基于牛顿极值搜索算法的双闭环照明节能控制方法，在满足用户照度需求的情况下，能快速稳定地寻找到能耗相对最低点

为实现上述发明目的，本发明基于牛顿极值搜索算法的双闭环照明节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将用于照度控制区域照明的所有灯具划分为n组，且每组灯具百分比用w₁,w₂,…,w_n表示，其中w₁+w₂+…+w_n＝1，通过改变百分比w₁,w₂,…,w_n的值，可以进一步控制各组灯具之间的亮度；在照度控制区域安装一个光传感器，用于照度控制区域照度的采集；

(2)、设定照度控制区域的目标照度值，初始化(估计)每组灯具的百分比为第n组我们用得到，所以在搜索算法循环的过程中只需要n-1项，构成向量(3)、向量经过扰动S(t)的作用产生输入向量W′＝[w₁′,w′₂,…,w′_n-1]^T；

所述的扰动S(t)为[a₁sinσ₁t,a₂sinσ₂t,...,a_n-1sinσ_n-1t]^T，其中，t为时间，系数a₁,a₂,…,a_n-1、频率参数σ₁,σ₂,…,σ_n-1，根据具体情况确定；

所述的作用为：

(4)、将输入向量W′与百分比的第n项w′_n＝1-w₁′-w₂′-…-w′_n-1进行整合得到输入向量W＝[w₁,w₂,…,w_n]^T，光传感器将照度控制区域的采集照度值通过I²C协议传入控制器，控制器通过串口将采集照度值数据传入到上位机；在上位机中，采集照度值与目标照度值做PID闭环控制，即目标照度值减去采集照度值，差值送入PID控制器中，PID控制器输出控制量，控制量作用于各组灯具的百分比即w₁,w₂,…,w_n，将作用后的结果通过串口输出传给控制器，然后对各组灯具亮暗程度进行控制；而当灯具的亮暗程度改变时，再通过光传感器对照度控制区域照度进行实时采集，再次进行PID闭环控制，不断减小采集照度值和目标照度值的差值，最终使采集照度值稳定在目标照度值；

(5)、计算每组灯具的能耗，然后求和，得到总能耗E′；对总能耗E′进行滤波，以滤去不稳定的波动，得到滤波后的总能耗E；