室內(nèi)照明自然采光的模糊控制

　　3. 5 系統(tǒng)模糊控制流程

　　根據(jù)上述模糊規(guī)則的設(shè)置，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下圖3 所示的模糊控制程序流程圖。

圖3 模糊控制系統(tǒng)流程圖

　　系統(tǒng)首先對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)照度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)照度發(fā)生變化時(shí)，通過模糊判斷該變化是干擾量還是需要調(diào)節(jié)的變量。首先以一分鐘為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，主控單元通過傳感器獲得五次采樣的照度值。通過依次計(jì)算相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的差值，判斷照度的大小變化。差值為正表示照度變大，差值為負(fù)表示照度變小。僅當(dāng)五次的變化同為正或同為負(fù)時(shí)，也即一分鐘內(nèi)照度的變化趨勢(shì)一致時(shí)，用第五次采樣的值與第一次采樣的照度值之差作為CE 的值。用五次差值的平均值作為模糊規(guī)則中的ΔE。根據(jù)前面規(guī)定的模糊控制規(guī)則，程序可以通過調(diào)用相應(yīng)的窗簾調(diào)節(jié)子程序完成相應(yīng)的調(diào)節(jié)動(dòng)作。

　　根據(jù)上述程序流程，在每次模糊判別的子程序中，系統(tǒng)通過判斷照度誤差△E，誤差變化情況CE的值，判別當(dāng)前室外照度變化是否屬于外界干擾，若不屬于干擾應(yīng)采取何種調(diào)節(jié)方式。輸出量的去模糊化采用最大從屬度法，具體表現(xiàn)為當(dāng)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并結(jié)合具體控制方式模糊*被精確化，其執(zhí)行結(jié)果如表4 所示。

表4 模糊控制子程序執(zhí)行結(jié)果表

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)外界照度變化小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)不進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)外界照度變化超過設(shè)定值，但是變化速度較快，而且在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)照度恢復(fù)到接近原值時(shí)，系統(tǒng)判定為外界干擾，不進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以避免很多情況下的無意義操作，極大地降低了外界干擾對(duì)自然采光照明的影響。只有在外界照度持續(xù)變化，且單向改變的情況下，系統(tǒng)作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。該控制方式使系統(tǒng)準(zhǔn)備性得到了極大地提高，并且減少了很多的干擾波動(dòng)，使用戶感覺更為舒適與人性化。

　　4 結(jié)論

　　本文根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定了自然采光的模糊控制策略，根據(jù)室內(nèi)照度變化的情況，利用Delphi 專家法確定了模糊變量的隸屬度函數(shù)，以室內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)的照度變化為控制變量，并進(jìn)行了變量的模糊化處理和模糊控制。

　　經(jīng)過原理性試驗(yàn)， 我們?cè)O(shè)計(jì)了基于C8051 單片機(jī)芯片的自然采光控制器， 并將百葉控制與智能照明控制相結(jié)合， 取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。模糊控制具有很強(qiáng)的魯棒性， 可以很好的避免干擾出現(xiàn)時(shí)窗簾的頻繁移動(dòng)， 并且模糊算法與工效學(xué)結(jié)合，可以更好的符合人體對(duì)自然采光的感受以及控制行為。

　　自然采光可以充分的利用陽(yáng)光資源，除了節(jié)能環(huán)保之外，還更符合人體舒適性感受。綜上所述，自然采光與模糊控制的結(jié)合是非常有應(yīng)用價(jià)值的。