[发明专利]一种智能照明的恒光控制系统

摘要

本发明公开了一种智能照明的恒光控制系统，该系统包括光信号模块、光电传感器、光照度检测模块、驱动控制模块、光源模块、LCD显示屏、智能控制模块、键盘输入模块。本发明采用现代模糊技术和数字信号处理技术，实现了对照明环境的光照度自适应地调节到某一个设定的照度值；采用通用化接口，提高了对各种类型光传感器的自适应，通过改变驱动控制模块，可适用于各类光源的控制，通用性较强；采用了模糊智能控制算法，提高了调节精度，在调节范围内能连续平滑的进行调节，调节的步距小，无闪烁和跳跃；采用智能化交互接口，可以人工设定所需照度，并可通过显示屏实时的跟踪、监控环境的光照度变化。本发明结构简单，功耗低，体积小，可靠性高。

主权项

一种智能照明的恒光控制系统，其特征在于，该智能照明的恒光控制系统包括：光信号模块、光电传感器模块、光照度检测模块、驱动控制模块、光源模块、LCD显示屏、智能控制模块、键盘输入模块；光信号模块，用于监测环境中的光照度信号；光电传感器模块，与光信号模块连接，用于采集环境中光信号并转换为电信号并将电信号传给光照度检测模块；光照度检测模块，与光电传感器模块连接，接收来自光电传感器模块的电信号，用于把电信号转换为光的照度值，并把转换好的照度传给智能控制模块；驱动控制模块，与智能控制模块连接，接收来自智能控制模块输出的控制信号，用于把信号进行放大；光源模块，与驱动控制模块连接，接收来自驱动控制模块的驱动信号，用于实现亮度的调节；LCD显示屏模块，与智能控制模块连接，接收来自智能控制模块的信号，用于实时跟踪显示环境照度；智能控制模块，接收来自光照度检测模块的照度值以及键盘信息的录入，用于将检测信号进行相应的滤波，并将进行滤波后的信号经过模糊智能PID算法，得到控制输出信号，并把输出信号一方面显示在LCD显示屏模块上，另一方面经驱动电路控制调节光源的亮度；键盘输入模块，与智能控制模块连接，用于接收来自操作人员的光照度设定录入信息，并将录入信息传给智能控制模块；智能控制模块中还包括：数字滤波器模块、模糊智能控制模块，数字滤波器模块，与光照度检测模块连接，用于将光照度检测模块的输出信号滤除干扰信号；模糊智能控制模块，与数字滤波器模块连接，用于对滤除干扰的信号进行计算；该智能照明的恒光控制系统可外接一个按键键盘或触摸键盘及LCD显示屏；智能控制模块的模糊智能PID算法具体的方法为：步骤一，首先创建模糊控制规则表，根据检测到得环境光照度设定值的变化，自动调整控制输出值的基本论域，依据专家的知识库选择利用偏差e和偏差的变化(de/dt)来对控制输出值的基本论域进行调整；偏差e和偏差变化(de/dt)的论域选为：e，de/dt＝{‑5，‑4，‑3，‑2，‑1，0，1，2，3，4，5}，相应的模糊子集为：de/dt＝{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}，再根据模糊控制规则表计算出PID的Ki、Kp、Kd的模糊值，再利用解模糊算法即可得到PID参数的在线模糊自整定值；步骤二，智能PID算法的实现，控制器由模糊控制器和智能PID控制组成，设E0为控制阈值，当|e|>E0时，采用模糊控制器，当偏差比较大时，采用模糊控制器有利于加快调节速度，系统响应快，当0<|e|<E0时，采用模糊智能自整定PID控制，PID算法选择位置式不完全微分形式：uk=Kpek+KIΣi=0kei+ukD]]>ukD=tftf+T0uk-1D+KDtf+T0(ek-ek-1)]]>在控制过程中，PID控制器的参数需根据当前的状态进行调整：Kj=αjKj0j=P,I,D]]>式中αP，αI和αD分别为通过模糊推理计算出的修正系数，Ki、Kp和Kd分别为基本的比例、积分和微分系数；步骤三，模糊推理逻辑，模糊推理逻辑是利用人工调节时专家的知识对光照度的变化进行推理预测的，预测时，根据e和(de/dt)的当前值，按照模糊逻辑的规则进行推理：C＝(Ek×Eck)·Rc式中Ek为e的模糊子集，Eck为(de/dt)e的模糊子集，Rc为通过实验建立模糊控制规则库。