[发明专利]一种基于分数阶牛顿算法的照明平台最小能耗搜索方法

摘要

本发明公开了一种基于分数阶牛顿算法的照明平台最小能耗搜索方法，通过实时跟踪所设照度值，使目标区域照度值稳定在所设照度值范围内，再通过分数阶牛顿极值搜索算法搜索到系统能耗的相对极小值，使灯具达到并保持相对最低能耗值的组合输出，从而实现整个照明系统优化和节能。

主权项

一种基于分数阶牛顿算法的照明平台最小能耗搜索方法，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，每组灯具的电流分配系数为ω，其中，ω＝[ω1,ω2,ω3,...,ωn]T，且通过改变电流分配系数ω的值来控制各组灯具的亮度；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，初始化每组灯具的电流分配系数计算出所有灯具的初始能耗E；E=Σi=1n(ωi0I)2Ri]]>其中，I表示所有灯具的总电流，Ri表示第i组灯具的电阻值；(3)、将初始能耗E经过一个分数阶高通滤波器滤除信号中的低频干扰η，产生新的信号E‑η，即其中，s表示s域，q为分数阶的阶次，且0＜q≤1，ωh为分数阶高通滤波器的截止频率；(4)、将信号E‑η分成两路，其中一路信号信号与扰动N(t)相乘，另一路信号与扰动M(t)相乘；(5)、将与扰动N(t)相乘后的信号N(t)(E‑η)输入至截止频率为ωl的分数阶低通滤波器得到用于估计海森矩阵H的矩阵即(6)、将矩阵代入到Riccati方程，得到：其中，ωr为设计频率，再由积分得到矩阵Γ，矩阵Γ是对海森矩阵逆矩阵的估计；(7)、将与扰动M(t)相乘后的信号M(t)(E‑η)输入至截止频率为ωl的分数阶低通滤波器得到信号即(8)、将‑Γ与的乘积通过一个分数阶积分器K为分数阶积分器增益，再与扰动S(t)相加，得到各组灯具的电流分配系数ω，即(9)、利用步骤(8)得到的各组灯具的电流分配系数ω更新各组灯具的初始电流分配系数ω0，并按照步骤(2)所述方法计算本轮迭代的总能耗，判断本轮迭代的总能耗与上一轮迭代的总能耗的差值ΔE是否小于设定的阈值，如果小于阈值，则结束；否则返回步骤(3)，通过多次循环迭代，最终搜索到稳定的最小能耗值。