基于模糊技術(shù)的LED路燈節(jié)能控制方法研究

【摘要】：路燈是保障車輛和行人安全出行最重要的影響因素之一,同時也在消耗大量的電能。尤其是傳統(tǒng)的路燈由于其控制方式簡單,靈活性差,導(dǎo)致在需要開燈時沒來得及打開,不需要時反而亮起,甚至在車輛少的路段整夜長亮,造成不必要的電力資源浪費。面對全球的能源日益緊張的局面,路燈照明節(jié)能顯得尤為重要。 LED路燈作為一種新型的綠色光源,以啟動快、低壓供電、易于調(diào)光等諸多優(yōu)點逐步進入道路照明系統(tǒng)中。本文正是在LED這種新光源的基礎(chǔ)上,進行了基于模糊技術(shù)的路燈節(jié)能控制方法研究。針對路燈的開關(guān)燈操作和夜間的調(diào)光分別設(shè)計了兩個模糊控制器,由環(huán)境光照度值切換控制。在黃昏和清晨時,環(huán)境照度大于零,設(shè)計模糊控制器FC1,利用實時采集到的環(huán)境照度值,經(jīng)過多傳感器信息融合的方法剔除突變值,把處理后的數(shù)值及其變化率作為控制器的輸入,輸出為路燈的開關(guān)和兩級調(diào)光控制。夜間,環(huán)境照度值接近零,設(shè)計模糊控制FC2,用車流量、車流量變化率和道路限速作為輸入,輸出為LED路燈的輸出功率,可以在30%到100%線性調(diào)節(jié)。并詳細表述了環(huán)境照度檢測技術(shù)和車前燈檢測技術(shù),包括車前燈提取、配對、計數(shù),以及兩個模糊控制器的設(shè)計方案。 最后用MATLAB數(shù)值仿真和實測數(shù)據(jù)分析,結(jié)果證明系統(tǒng)能根據(jù)天氣、交通流量等實時的壞境參數(shù)調(diào)整LED路燈的輸出功率,以獲得有效的照明質(zhì)量和節(jié)電效果。此方法在滿足行人和車輛安全行駛最低照度的條件下,消耗極低的電能,尤其車輛少的城市路段,節(jié)能效果更明顯。 【關(guān)鍵詞】：LED路燈 模糊控制 車流量檢測 MATLAB仿真 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目次8-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 路燈節(jié)能控制方法現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 LED路燈的使用現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排14-17
• 第2章 環(huán)境照度檢測技術(shù)研究17-27
• 2.1 基本光度單位17-19
• 2.2 日出日落前后環(huán)境照度的變化情況19-21
• 2.3 照度檢測技術(shù)21-27
• 2.3.1 光照度傳感器分類21-23
• 2.3.2 照度計檢測23-24
• 2.3.3 數(shù)字傳感器芯片24-25
• 2.3.4 照度數(shù)據(jù)處理25-27
• 第3章 夜間車流量檢測技術(shù)研究27-41
• 3.1 夜間車流量視頻檢測研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀27-29
• 3.2 車前燈檢測方法的提出29-31
• 3.3 車前燈的提取31-34
• 3.3.1 灰度圖像二值化31-33
• 3.3.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)知識33-34
• 3.4 車流量統(tǒng)計34-38
• 3.4.1 車前燈特征34-37
• 3.4.2 車前燈配對規(guī)則37-38
• 3.5 實驗結(jié)果分析38-41
• 第4章 智能LED路燈控制模型的設(shè)計41-54
• 4.1 路燈控制要求41-42
• 4.2 模糊控制的基本原理42-45
• 4.2.1 模糊控制的概念42-43
• 4.2.2 常用隸屬函數(shù)43-45
• 4.3 雙模糊控制器設(shè)計45-50
• 4.3.1 雙模糊控制器結(jié)構(gòu)45-46
• 4.3.2 黃昏與清晨時對應(yīng)模糊控制器46-48
• 4.3.3 天黑時對應(yīng)模糊控制器48-50
• 4.4 仿真結(jié)果分析50-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 5.1 本文總結(jié)54
• 5.2 研究展望54-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)情況及科研情況說明59

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