室內(nèi)照明自然采光的模糊控制

　　3. 2 模糊控制器結(jié)構(gòu)

　　我們采用模糊統(tǒng)計(jì)法及專家經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行隸屬函數(shù)的確定?？刂埔?guī)則的建立和參數(shù)的賦值，是在對(duì)我們選取的標(biāo)準(zhǔn)采光室的室內(nèi)照度分布測(cè)量數(shù)據(jù)和復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)等建筑院系照明研究經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上完成的。

　　本控制器為二維模糊控制器: 輸入變量為誤差△E 和誤差的變化量為CE; 輸出變量為控制量μ。

　　對(duì)誤差△E，誤差變化量CE 及控制量μ 的模糊集定義如下:

　　誤差△E，誤差變化量CE 及控制量μ 的模糊集均為:

　　{ 負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中、正大}

　　用英文字頭縮寫為{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。

　　以此建立模糊規(guī)則表如表1 所示。

表1 模糊規(guī)則控制表

　　注: 表格中列CE 由0 到PB 表示照度從小變大， 由0 到NB 變化表示照度從大變小。

　　表格中行△E 由0 到PB 表示照度按一定速度向照度增大的方向變化，由0 到NB 變化表示照度按一定的速度向照度減小的方向變化。

　　控制量μ 表示具體調(diào)節(jié)尺度( NB，NM，NS，0，PS，PM，PB)。

　　0 表示不調(diào)節(jié)，系統(tǒng)處于空閑即監(jiān)視采樣狀態(tài)。

　　鑒于窗簾控制的精確度要求不需要過高，因此本文并未區(qū)分誤差變化中N0 ( 正零) 和P0 ( 負(fù)零) 的區(qū)別。

　　3. 3 模糊規(guī)則確定

　　對(duì)于誤差△E，誤差變化CE 和控制量μ 的論域定義如下:

　　誤差△E，誤差變化CE 的論域都為:

　　{ － 5， － 4， － 3， － 2， － 1，0，1，2，3，4，5}

　　μ 的論域?yàn)?

　　{0，1}

　　根據(jù)室內(nèi)照度分布研究結(jié)果，我們將室內(nèi)照度值離散化，以50lx 為梯度，劃分為11 檔{ － 300，－ 200， － 150， － 100， － 50，0，50，100，150，200，300} ，并對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)化為E = { － 5， － 4， － 3，－ 2， － 1，0，1，2，3，4，5}。當(dāng)值不屬于該*時(shí)，用四舍五入法將其歸入最接近的整數(shù)，例如4.5 － > 5. 0，2. 7 － > 3. 0。這種粗略的模糊化方式是符合人腦對(duì)模糊信息的處理習(xí)慣的。

　　其中照度在－ 50 到50 之間變化時(shí)對(duì)人對(duì)室內(nèi)照度變化的感受并不明顯，故屬于變化負(fù)小、正小。

　　照度變化為150 左右時(shí)，由于個(gè)體差異，部分人的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為有影響，部分人認(rèn)為影響不明顯，但變化達(dá)到200 以上時(shí)大部分人都認(rèn)為影響是明顯的，故－ 200， － 150， － 100 及100、150、200 為中等變化范疇，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷每個(gè)數(shù)值的隸屬度，也即其對(duì)室內(nèi)照度影響的具體程度大小，具體參見表2。

表2 模糊變量E 賦值表