室内智能控制照明系统研究的论文

时间:2022-05-08 13:38:37 论文 收藏本文 下载本文

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室内智能控制照明系统研究的论文

篇1:室内智能控制照明系统研究论文

室内智能控制照明系统研究论文

摘 要:针对目前各种理想室内空间照明中存在的诸多不合理现象及照明系统的发展状况,为了使照明能更好地满足人的视觉活动和生理、心理需求,提出了以“亮度空间”理论为基础及线索,侧重强调了室内造型设计为主题的“间接照明”技术,通过具体空间造型与灯具的有机结合,达到了以人的视觉活动为参照的多种“情景模式”的要求。笔者设计了一套实用的室内智能控制照明系统,从而达到节约能源,改善人们工作、生活的光环境质量,提高工作效率的效果。

关键词:亮度空间; 视觉活动 ;情景模式; 间接照明

1. 引言

当今社会,随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高,在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时,科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键,是使人能够清晰识别物体的形象,同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的.人来说,所谓舒适的光环境,其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色,给人以身处其中的情绪上协调与美感,从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化,这就是智能照明系统。而找到依据,并且在室内设计中实现这样的依据,是本文要探讨的核心问题。

2. 室内智能照明系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明系统概念

所谓室内空间照明系统[1-2],是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度,选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件,以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果,同时还能够获得某种气氛和意境,从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。

2.2 室内照明系统的三大要素

室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中,光源的物理性能及参数变化,照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性,而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。

2.3 智能控制系统的技术特点

智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面:线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。

首先从线路系统方面上看,智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为:① 负载回路连接到输出单元的输出端,控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时,仅考虑加大输出单元容量即可,控制开关不受影响;② 当开关距离比较远时,只需要加长控制总线的长度,以节省大截面电缆用量;③ 可以通过软件设置多种功能(例如,开/关、调光、定时等)。总线式智能照明系统双控电路特点为:① 当实现双控时,只需简单地在控制总线上并联在一个开关;②而进行多点控制时,依次并联多个开关,开关之间仅用一条总线连接,线路安装简单、省事。

传统的控制方式采用手动开关,必须保持每一路地开或关不同,而智能照明控制一般采用低压 2 次小信号控制,控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高,通过实现场景的预设置和记忆功能,操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景(各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果),各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。

2.4 智能照明系统的分析

室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化,从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。

1.室内空间自然光线强度的变化

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度,与设定值作比较,以此来控制照明开关,这样不仅可以最大限度地利用自然光,达到节能的目的,而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高,那么所需人工照明提供的照明度就低,然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要,在不同情景模式之间转换的时候,将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。

2.空间光效的衰减

通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时,均会考虑到随着时间的推移,灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此,在设置初始照明度时,都设置得较高,这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致,而且由于照度偏高设计无法达到节能效果.而采用智能照明系统后,虽然照明度还是偏高设计,但是通过智能调光,系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度,而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响,这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

3.室内空间活动内容的转换

在室内空间的活动内容发生变化时,作业的照明条件也应发生相应变化,这是一个动态的过程,因此,同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求,而且由于可观的节能效果(节电可达到 25﹪~55﹪)及灯具寿命的延长(灯具寿命延长 3~4 倍),又能在降低运行费用中得到经济回报,还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备,从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外,智能照明系统还存在着潜在价值,例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态,从而保证了人们的身心健康,提高了工作效率。

3. 照明系统设计规划与室内空间中的应用

3.1 系统设计、安装流程图

3.2 室内空间的实际应用

以会议室智能照明系统设计为例,根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求,一般可以划分为以下四种情景模式,如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”,预期照明效果如图所示。

情景模式一:“入场”

当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时,自动启动会议室全部照明,使会议室处于一个全亮状态,以示欢迎大家前来开会,同时,高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。

情景模式二:“主持”

当主持人宣布会议开始或领导发言时,会议室周边区域灯光自动调暗,只保留主持人上方的灯光照明,以主持人区域为重点,着重体现灯光亮度,容易起到集中注意,重点突出的作用,使与会者更容易进入会议氛围。

情景模式三:“休息”

如果会议进程很长,中间需要休息调整,则调暗会议桌区域的灯光,调亮休息区域的灯光。

情景模式四:“讨论”

会议进程中,需要与会者一起讨论某件事,此时,会议桌区域的灯光调至最亮,调暗会议室周边区域的灯光,着重体现与会者及会议桌的亮度。

4. 结论

通过实例的验证,该智能照明系统不仅能提供不同情景模式之间的空间照明效果变换,而且满足人的视觉活动要求,达到节能效果。

篇2:混凝土运输信息化智能控制系统研究论文

混凝土运输信息化智能控制系统研究论文

摘要:本文聚焦商品混凝土运输环节,以信息化数字化技术为基础,阐述了混凝土运输过程工作性信息化智能控制构思与方案,着重研究并分析了混凝土运输过程工作性信息化智能控制系统构成及其工作原理,为混凝土运输过程的质量控制提供技术支撑,保障工程施工质量与安全。

关键词:混凝土;工作性;运输过程;信息化;智能;控制系统

随着我国经济的快速发展,城市化进程不断加速,城市土地资源越来越稀缺,高层乃至超高层建设成为我国大中型城市发展的必然趋势[1],而随着建筑高度的不断增加,混凝土输送难度不断增大,对混凝土的品质稳定性、工作性等方面均提出了更高的要求[2],混凝土质量过程控制成为建筑业迫切需求。混凝土在运输过程中由于气温、水分蒸发、骨料吸水、运输时间、等待时间等原因,会造成不同程度的流动性经时损失,轻则导致泵送阻力增大,泵送困难,重则引发混凝土输送管堵塞,甚至爆管等事故,这给混凝土生产企业和施工单位带来了诸多不便[3],必须及时采取有效技术措施进行处理,以免造成安全事故,影响建筑工程的顺利进行。现阶段控制混凝土流动性经时损失主要采取预处理方法,如采用缓释型减水剂。但采用缓释型减水剂对掺量控制要求高,效果难以把握,掺量不足则效果不明显,掺量过大又容易造成现场混凝土离析。与此同时,在缺乏科学控制方法的情况下,现场施工经常采取人为二次加水的方法,这不仅会导致泵送混凝土离析而堵管,而且会降低混凝土的强度,容易造成混凝土质量隐患[4]。总体而言,我国商品混凝土行业目前普遍存在工作性控制水平低、信息化程度不足、效果不理想等问题。为此,住房城乡建设部与工业和信息化部于联合推出了《关于推广应用高性能混凝土的若干意见》,提出需着重研究混凝土应用先进技术,提升混凝土产品质量控制水平,加强全过程质量控制,提高工程质量等重要意见。因此,实现混凝土工作性过程控制(尤其是运输过程控制)的信息化与智能化转变,确保混凝土质量,尤其是工作性能的稳定性,提高施工效率,保障施工安全,降低对环境的影响,实现混凝土结构尤其是超高层建筑混凝土结构的绿色建造,促进产业转型升级,已俨然成为混凝土行业发展的迫切需求。

1总体构思

混凝土拌合物自出厂开始,至运输至工程现场,会因各种原因造成不同程度的工作性损失,为了使现场混凝土拌合物工作性恢复至出厂状态,需要完成以下关键两步:(1)获取工程现场混凝土拌合物工作性能指标值;(2)针对现场混凝土拌合物工作性能状态,进行二次调整,使其工作性满足施工要求。

1.1混凝土拌合物工作性指标值智能获取

混凝土搅拌车是将商品混凝土从搅拌站运输至工程现场的重要工具,搅拌罐内混凝土拌合物工作性能的优劣将对混凝土搅拌车内功率、油耗等工作参数指标值产生重要影响,可以认为,混凝土拌合物工作性能越好,混凝土搅拌车工作能耗越低,反之亦然,因此,可以通过获取混凝土搅拌车工作参数,来掌握搅拌罐内混凝土拌合物的工作性能状况。

1.2混凝土拌合物工作性信息化智能二次补偿调控

以出厂商品混凝土拌合物工作性指标为基准值,针对不同经时损失后混凝土拌合物工作性能指标值,采取二次补偿外加剂的措施,分析不同外加剂补偿量与混凝土拌合物工作性指标恢复规律,拟合出相应的二次补偿曲线方程。其中,还应重点关注以下两方面技术措施:(1)外加剂二次补偿后,可通过检测不同位置混凝土拌合物工作性能指标值,进行差异化比较,若三值偏差在允许范围内则表明拌合均匀,否则拌合不均,以此为据,确定快搅时间T快及快搅速度V;(2)以外加剂补偿量与自动化补偿开关启闭时间之间的内在关系为基础,设计一套依据补偿量指令自动控制补偿开关启闭的自动化智能补偿设备来实现外加剂的二次补偿操作。

2混凝土工作性信息化智能控制系统构成及其工作原理

2.1系统构成

混凝土运输过程工作性信息化智能控制系统主要由以下四部分组成,如图1所示:(1)混凝土搅拌车工作参数采集单元:用于检测混凝土搅拌车功率、油压等工作参数,如压力传感器等;(2)可编程逻辑控制单元:该单元写入外加剂二次补偿预警及控制方法,其中外加剂二次补偿控制方法主要由搅拌车工作参数与外加剂二次补偿量之间方程关系、外加剂二次补偿量与补偿开关启闭时间之间方程关系、外加剂二次补偿快搅时间/速度等构成;(3)电开关量控制单元:用于控制补偿开关的启闭操作;(4)外加剂二次补偿单元:主要由小型泵机、外加剂桶及外加剂输送管等部件组成。

2.2系统开发及工作原理

(1)针对不同强度等级(C30、C35、C40、C50、C60等)、不同坍落扩展度(160…mm、170…mm、180…mm等)性能要求,通过配合比设计,制备得到混凝土拌合物,通过《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T…50080-)及《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T…50081-2002)实测其初始坍落扩展度及28…d抗压强度指标。

(2)在混凝土搅拌车上安装搅拌车工作参数传感器(如在油泵上安装压力传感器或压力表),实时检测搅拌车工作参数(如工作油压P),开发混凝土搅拌车工作参数采集单元,实时监测并记录混凝土搅拌车在不同时点t(0.5…h、1.0…h、1.5…h、2.0…h、2.5…h、3.0…h等)的工作参数(如油压值P0.5、P1.0、P1.5、P2.0、P2.5、P3.0),探索不同温度条件下混凝土拌合物坍落扩展度与搅拌车工作参数(如油压)之间的映射关系P=F(S)。

(3)以映射关系P=F(S)为基础,根据适合泵送施工的混凝土拌合物坍落扩展度范围(Smin,Smax),确定相应适合泵送施工的混凝土搅拌车工作参数(如油压)范围(Pmin,Pmax),形成外加剂补偿预警边界条件,建立外加剂二次补偿预警机制,即当混凝土搅拌车实际工作油压超出泵送范围时,发出外加剂二次补偿警告,否则不发出补偿警告。

(4)选取某一混凝土搅拌车进行外加剂二次补偿控制试验,将混凝土倒入搅拌车,并测量其初始坍落度值,启动搅拌罐体,使其持续转动直至到达混凝土运输所需时间(如2…h、3…h)为止,检测此时混凝土坍落度值S0及搅拌车工作参数值(如油压P0),通过外加剂补偿单元往搅拌罐内逐渐掺入一定量K1的外加剂,并以一定的快搅速度V、快搅时间T快对搅拌罐内混凝土拌合物进行二次补偿改良处理,检测此时混凝土拌合物坍落度S1及搅拌车工作参数值(如油压P1),若S1小于S0,则继续掺入K2的外加剂,并以一定的快搅速度V、快搅时间T快对搅拌罐内混凝土拌合物进行二次补偿改良处理,检测此时混凝土拌合物坍落度S2及搅拌车工作参数值(如油压P2),若S2小于S0,则重复上述步骤,直至掺入Kn的外加剂时,混凝土拌合物坍落度值Sn及搅拌车工作参数值(如油压Pn)与初始值S0、Pn误差在允许范围内,停止补偿外加剂,记录补偿前后各阶段混凝土搅拌车工作参数(如油压)及混凝土拌合物坍落扩展度实测值、外加剂二次补偿量K、搅拌罐快搅时间T快与快搅速度V,研究外加剂二次补偿对混凝土工作性能恢复的影响规律,建立混凝土搅拌车工作参数(如油压P)与外加剂二次补偿量K之间的关系K=F(P),形成外加剂二次补偿控制机制。其中:①外加剂补偿单元设计及工作原理具体如下:在混凝土搅拌车圈梁部位安置小型泵机,并建立补偿量K与泵机排量Q、补偿时间T补之间的关系;泵机上方设置外加剂桶,用于提供补偿用外加剂;泵机出口处连接外加剂输送管路入口,外加剂输送管路出口固定于混凝土搅拌车进料口;泵机与电开关量控制箱连接在一起,当接收到电开关量控制箱操作指令时,泵机开始工作,进行外加剂二次补偿处理。②快搅时间T快、快搅速度V及混凝土拌合物均匀度控制方法如下:当二次补偿操作完成后,以一定快搅时间T快、快搅速度V快速搅拌搅拌车内混凝土,完成后,在搅拌车卸料过程中,获取卸料初始、卸料一半、卸料完成时三处混凝土拌合物,分别检测其坍落扩展度值,进行差异化比较,若三值偏差在允许范围内则表明拌合均匀,否则拌合不均,此时快搅时间T快及快搅速度V即为最佳值,否则对其进行调整,直至三值偏差在允许范围内为止。

(5)将外加剂二次补偿条件(主要包括预警机制、控制机制等)通过芯片以程序代码形式写入可编程逻辑控制器,开发可编程逻辑控制单元,接收混凝土搅拌车工作参数采集单元发送的'工作参数(如油压P)数据,分析判断是否需要进行二次补偿操作以及相应的补偿量,并通过电开关量控制箱向外加剂补偿单元发出二次补偿操作指令。

(6)外加剂补偿装单元根据电开关量控制箱操作指令,严格控制补偿时间,直至外加剂按时按量补充完成。

(7)待外加剂补充完成后,可编程逻辑控制单元指示混凝土搅拌车以一定的快搅时间T及快搅速度V对搅拌罐内混凝土拌合物进行快搅处理,使二次补偿的外加剂均匀分散于混凝土拌合物中,完成对搅拌罐内混凝土拌合物工作性能的信息化智能调控,使其工作性能满足泵送施工需要。

3结论

(1)以信息化、数字化技术为基础,通过混凝土搅拌车工作参数采集单元、可编程逻辑控制单元、电开关量控制单元及外加剂二次补偿单元等核心部件的研究与设计,形成混凝土运输过程工作性信息化智能控制系统;(2)本系统研究条件的差异性,会对外加剂二次补偿机制造成较大影响,试验过程中应特别注意不同条件下的差异化处理,以保证本系统的适用性;(3)下一步需对本设计系统进行深入细部处理,并实现工业化生产与工程应用。

参考文献

[1]高兴夫.…超高层建筑施工动态仿真与模糊综合优化研究[博士学位论文][D].…天津:…天津大学,….

[2]刘红艳.…高层建筑混凝土泵送施工系统分析与模拟[硕士学位论文][D].…大连:…大连理工大学,….

[3]蒋卓君.…保坍时间可调聚羧酸保坍剂的合成及性能研究[J].…新型建筑材料,…,…41(11):…54-57.

[4]李和光.…二次加水对混凝土性能的影响[J].…低温建筑技术,…1993(02):…14-15.

篇3:LED论文浅谈LED景观照明智能控制及应用

LED论文浅谈LED景观照明智能控制及应用

1、前言 LED以其节能环保、寿命长、可靠性高、色彩丰富、易控制(响应迅速、便于非标设计及超长跨距控制)等特点,在我国各大中城市景观照明中得到了广泛应用。在北京奥林匹克公园,夜晚的“水立方”(国家游泳中心)玲珑剔透,散发着湛蓝色的迷人的光芒。“水立方”的景观照明工程就全部采用LED照明,据估算,比采用传统的荧光灯照明全年可节电74.5万kWh,节能达70%以上。 LED色彩丰富,理论上仅用LED光源就能完全覆盖CIE色度曲线中的所有饱和颜色,即LED通过与磷的有机结合几乎能够产生任何颜色;LED可低压直流供电,调光方便,因此在景观照明领域具有其它光源无法比拟的优势。 目前,管理与控制一体化是照明节能的一项关键技术。配合适当的控制策略,按照环境整体要求对LED进行编程控制,通过LED光色的协调,即可产生整体的艺术景观效果。下面以实际应用为基础介绍管控一体化技术在LED景观照明中的应用。

2、LED景观照明管控一体化智能控制系统 LED景观照明管控一体化智能控制系统包括设备的监管和智能控制两大部分,现场设备的监控主要实现对照明回路、灯具的智能控制、防盗、在线故障诊断与报警等。LED景观照明的智能控制是区别于其他管控一体化系统的关键部分,通过智能控制策略可以充分体现LED应用于景观照明的优势,是将景观照明设计师的设计思想具体实现的有效手段。

2.1设备监控

2.1.1智能控制器/驱动器的安装位置 管控一体化控制系统在线路终端配置智能控制器。根据实际需求的不同,智能控制器/驱动器的安装位置不同:

a.一个智能控制器/驱动器负责一个/多个回路、多个照明设备的监控、防盗和数据传输的管理。此方案适用于照明设备较多,且相对集中的场所。

b.每个灯具安装一个智能控制器/驱动器。能自动监测到保护跳闸、线路故障、电压波动、开关控制异常等突发事件,并通过控制器内部的通信模块及时将报警数据上传到监控中心,供值班人员及时了解情况,做出处理。此方案适用于照明设备数量较少,且相对分散的场所。

2.1.2防盗问题 防盗是目前景观照明工程面临的一大难题,景观照明的设施大多在户外,周围人员流动大,给防盗工作带来很大困难。而管控一体化控制系统线路终端的`智能控制器可方便地起到防盗作用:

a.为灯具、配电箱设计防拆开关,通过智能控制器监控、检测电信号,与报警联动。

b.灯具内设计玻璃破碎震动开关,通过智能控制器监控、检测电信号,与报警联动。除此之外还可以通过远程视频监控系统进行监视,建立远程监控与人员巡更相结合的制度。

2.2智能控制 LED景观照明的节能控制主要体现在智能控制方面,并通过智能控制器与监控中心服务器的通信来实现下述功能。

2.2.1自动开关灯 a.根据所在地的经纬度和季节编制开关灯时间表,景观照明智能控制系统严格按时间表开关景观照明,这种控制方式的缺陷是,控制方式比较呆板,电能浪费较严重。 b.智能监控,根据光电传感器检测到的照度值控制开关灯,控制方式比较灵活,在无需人工干预的条件下实时地营造绚烂夜景氛围,同时也节约电能。

2.2.2动态自动调光 开灯之后通过视频图像处理技术对现场的视频监控图像进行处理,由监控中心的计算机计算出人流量,根据人流量对景观照明进行调光控制。

2.2.3动态场景变换 设定不同的景观照明场景,根据不同的日期和时间自动切换相应的场景,节假日设定多种节日场景,定时变幻效果。动态场景变换由场景控制单元自动完成,监控人员只需在监控中心通过视频监控即可,也可切换到人工操作模式,由人工操作实现景观照明场景的切换。

3、无锡广南立交LED景观照明的智能控制

无锡市外环的广南立交位于312国道和金匮路交叉口,占地面积约10万m2。在广南立交的景观照明控制系统中采用了点、线、面相融合的手法,来突出景观效果。在灯具布置方面,桥身侧立面采用LED带状洗墙灯,清晰地展现了桥身的线条轮廓;侧立面从上到下的光晕效果表现出环境的静谧祥和;LED投光灯对桥墩与桥身底面由下向上的泛光效果增强了桥身的体积感,给人以稳固、安全的感觉。整个桥身色可变,场景变换自然、缓慢,照明工程与自然景观融为一体,充分体现了“和谐自然”的设计理念。

3.1景观照明智能控制系统设计思路

无锡广南立交LED灯使用情况见下表。由于广南立交景观照明灯具数量较多,相对集中,且广南立交重点体现整体效果,多灯群控的方式可满足此效果要求。故,采用一个智能控制器/驱动器负责一个回路的监控、管理、防盗、数据传输的“管控一体化”的智能控制方式。

整个景观照明的控制以模块化的自动控制为主,手动控制为辅,每个控制节点通过自动装置结合软件系统,使得照明管理和设备维护变得更加简单,该控制系统由无锡城市夜景照明监控中心统一管理。监控中心由主机、相关外部设备,无线数据通信网络接口,以太网TCP/IP接口,网关服务器,监控大屏幕等部分组成。对各远端监控点采用轮询或并行访问方式,使管理人员能够远程控制、管理、监控LED景观照明系统的运行情况,既能监控灯具的使用状态又能防止盗窃,将传统的人工“巡灯”制度转变为“值班”制度,极大地提高了照明系统的管理效率。系统具有可扩展性。

3.2控制方案

控制系统分级控制,采用TCP/IP联网,实现命令的下达和状态的反馈。管理层可以通过TCP/IP登陆到服务器,实现远程控制。控制方案如下:

a.以每个景观节点为主要的控制节点,每个控制节点构成控制子系统,能够实现独立控制,也能通过管理监控中心的调度实现统一控制。

b.控制子系统中,采用RS485总线通过智能网桥实现控制装置与监控中心的通信,由自主开发的智能控制器/驱动器实现对灯具回路的控制。子系统内部手动控制优先于自动控制。自动控制时,根据不同纬度、不同季节、不同日期及光电传感器监测到的环境照度自动执行开关灯操作;手动控制时,由操作人员手动输入指令执行开关灯操作。

c.在重要的灯光景点设置视频监控系统,通过以太网与监控中心连接,将现场图像实时传送至监控中心的大屏幕上显示,监控中心可通过控制程序控制景点的灯光效果。

3.3监控主机软件

监控主机软件操作界面友好,为中文界面。为便于系统集成,提供标准的OPC(过程控制中的对象链接和嵌入技术)数据接口,可方便地与支持OPC协议的系统无缝连接。监控主机软件具有以下特点。

3.3.1图形化

采用友好的图形化界面及菜单。电子地图功能,可在窗口上显示灯光控制的逻辑状态,也能在地图上显示故障设备位置并报警。能接入监控系统的视频图像,查看实际的灯光效果。可监控当前的运行状况、可统计历史运行数据,如运行时间、用电量、维护记录等,可生成表格、打印输出。支持远程监控、手机报警。

3.3.2可扩展性

系统能在线升级;方便地扩容,不影响原有系统。

3.3.3互联性

系统提供标准的接口,便于和其它设备集成互联,实现多网合一,资源共享。

3.4广南立交实景效果

广南立交景观照明系统中,通过控制器对所有景观照明单元进行控制,所有LED单元可以根据指令单独或同步作全彩混色变化。通过调节控制指令,还可以改变波动变化的速度以及颜色变化的时间长度;每个彩色LED灯具单元可表现出接近真全彩颜色。

4、结束语

目前,广南立交LED景观照明系统已投入运行,系统运行稳定。经过现场调研,景观照明效果良好。管控一体化技术和相应控制策略的应用,减少了人员到现场次数,降低了运行、管理费用,具有明显的经济效益和社会效益。

篇4:基于ANN的造纸废水处理智能控制系统研究

基于ANN的造纸废水处理智能控制系统研究

摘要:研究了人工神经网络技术在废纸造纸废水处理过程动态建模中应用的可行性,采用误差反向传播网络(BP网)建立了表征原水COD、加药量、进水流量、历史出水COD与预计出水COD之间复杂关系的动态模型和控制器模型,其计算输出值与过程的.实际输出值具有较好的一致性.利用MCGS组态软件和所建模型搭建了一个造纸废水处理智能控制系统,对造纸厂现场排放废水进行实验,结果表明该系统对废水在线控制具有可行性.作 者:胡志华    万金泉    马邕文    黄明护    HU Zhi-hua    WAN Jin-quan    MA Yong-wen    HUANG Ming-hu  作者单位:胡志华,万金泉,黄明护,HU Zhi-hua,WAN Jin-quan,HUANG Ming-hu(华南理工大学环境科学与工程学院)

马邕文,MA Yong-wen(华南理工大学资源与造纸学院,广州,510640)

期 刊:环境科学与技术  ISTICPKU  Journal:ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期):, 30(3) 分类号:X791 关键词:造纸废水处理    人工神经网络    动态建模    智能控制   

篇5:智能控制综述论文

智能控制综述论文

摘要:本文介绍了智能控制的产生背景以及智能控制的概念和特点,分析了几种典型的智能控制技术,并提出了一些对智能控制的发展前景的展望。

关键词:智能控制 专家控制 模糊控制 神经网络控制 遗传算法

1.引言

智能控制是自动控制发展的高级阶段,是人工智能、控制论、信息论、系统论、仿生学、进化计算和计算机等多种学科的高度综合与集成,是一门新兴的边缘交叉学科。智能控制是当今国内、外自动化学科中的一个十分活跃和具有挑战性的领域,代表着当今科学和技术发展的最新方向之一。它不仅包含了自动控制、人工智能、系统理论和计算机科学的内容,而且还从生物学等学科汲取丰富的营养,正在成为自动化领域中最兴旺和发展最迅速的一个分支学科。

2.智能控制产生的背景

从控制理论学科发展的历程来看,该学科的发展经历了三个主要阶段。

第一阶段为20世纪40―60年代的“经典控制理论”时期,经典控制理论以反馈理论为基础,是一种单回路线性控制理论。主要采用传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频率分析方法。主要研究单输入一单输出、线性定长系统的分析和设计。

第二阶段为20世纪60―70年代的“现代控制理论”时期,现代控制理论主要研究具有高性能、高精度的多变量参数系统的最优控制问题。采用的方法包括状态空间法、Bellman动态规划方法,Kalman滤波理论和Pontryagin极大值原理等。现代控制理论可以解决多输入多输出问题,系统可以是线性定长的,也可以是非线性时变的。

第三阶段为20世纪70年代至今的“大系统理论”和“智能控制理论”时期。由于现代控制理论过多地依赖对象的数学模型,其控制算法较为理想化,设计方法非常数字化,因此在面对难以用数学模型描述或者具有时变、非线性、不确定特性的复杂系统时,现代控制系统也显得无能为力。为了提高控制系统的品质和寻优能力,控制领域的研究人员开始考虑把人工智能技术用于控制系统。近年来,控制领域的研究人员把传统的控制理论与模糊逻辑、神经网络、遗传算法等智能技术相结合,充分利用人的经验知识对复杂系统进行控制,逐渐形成了智能控制这一新兴学科。

3.智能控制的基本概念和特点

传统的控制方法建立在被控对象的精确数学模型之上,智能控制是针对系统的复杂性、非线性、不确定性等提出来的。IEEE控制系统协会把智能控制归纳为:智能控制系统必须具有模拟人类学习和自适应的能力。一个智能控制系统一般应具有以下一些特点。

1)能对复杂系统(如非线性、多变量、时变、环境扰动等)进行有效的全局控制,并具有较强的容错能力;

2)具有以只是表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制过程,能根据被控对象的动态过程进行辨识,采用开闭环控制和定性与定量相结合的多模态控制方式;

3)能对获取的信息进行实时处理并给出控制决策,通过不断优化参数和寻找控制器的最佳结构形式,以获得整体最优控制性能。

4)具有自学习、自适应、自组织能力,能从系统的功能和整体优化的角度来分析和综合系统,以实现预期的控制目标。

4.智能控制理论的基本内容

4.1 专家控制(EC-Expert Control)

由人工智能领域发展起来的专家控制是一种基于知识的智能计算机程序的技术。专家控制的实质是基于控制对象和控制规律的各种知识,并且要以智能的'方式利用这些知识,以求得控制系统尽可能的优化和实用化。专家系统一般由知识库、推理机、解释机制和知识获取系统等组成。知识库用于存储某一领域专家的经验性知识、原理性知识、可行操作与规则等。可通过知识获取系统对原有知识进行修改和扩充。推理机根据系统信息并利用知识库中知识按一定的推理策略来解决当前的问题。解释机制对找到的知识进行解释,为用户提供了一个人机界面。专家控制的特点为:

1)具有领域专家级的专业知识,能进行符号处理和启发式推理。

2)具有获取知识能力,具有灵活性、透明性和交互性。

4.2模糊控制(FC-Fuzzy Control)

模糊控制是以模糊集合论、模糊逻辑推理和模糊语言变量为基础的一种计算机数字控制。对于无法建立数学模型或难以建立数学模型的场合,可以用模糊控制技术来解决。模糊控制就是在被控对象模糊模型的基础上,利用模糊控制器,采用推理的手段进行系统控制的一种方法。模糊模型是用模糊语言和规则描述的一个系统的动态特性及性能指标。模糊控制器由模糊化、规则库、模糊推理和清晰化四个功能模块组成。模糊化模块实现对系统变量论域的模糊划分和对清晰输入值的模糊化处理。规则库用于存储系统的基于语言变量的控制规则和系统参数。模糊推理是一种从输入空间到输出空间的非线性映射关系,控制规则形式为If{控制输入A}then{控制输出B},即如果已知控制输入A,则通过模糊推理得出控制输出B。清晰化模块将推出的模糊推理推出的控制输出转化为清晰的输出值。模糊控制的特点为:

1)提供了一种实现基于自然语言描述规则的控制规律的新机制。

2)提供了一种非线性控制器,这种控制器一般用于控制含有不确定性和难以用传统非线性理论处理的场合。

4.3 神经网络控制(NNC-Neural Networks Control)

神经网络控制是在控制系统中采用神经网络这一工具,对难以通过常规方法进行描述的复杂非线性对象进行建模,或充当控制器,或信息处理,或模式识别,或故障诊断等,或以上几种功能的组合,这种神经网络控制系统的控制方式即为神经网络控制。神经网络控制采用仿生学的观点对智能系统中的高级信息处理问题进行研究,神经网络控制的特点为:

1)能充分逼近任意非线性特性。

2)分布式并行处理机制。

3)自学习和自适应能力。

4)数据融合能力。

5)适合于多变量系统,可进行多变量处理。

4.4 遗传算法(GA-Genetic Algorithm)

遗传算法是一种基于生物进化模拟的启发式智能算法,它的基本策略是:将待优化函数的自变量编码成类似基因的离散数值码,然后通过类似基因进化的交叉、变异、繁殖等操作获得待优化函数的最优或近似最优解。在智能控制中,遗传算法广泛应用于各类优化问题,遗传算法可以用于复杂的非线性系统的辨识,多变量系统控制规则的优化,智能控制参数的优化等常规控制方法难以奏效的问题。遗传算法具有可扩展性,可以同专家系统、模糊控制和神经网络结合,为智能控制的研究注入新的活力。如可用遗传算法对模糊控制的控制规则和隶属度函数进行优化,对神经网络的权值进行优化等。遗传算法的特点为:

1)以决策变量的编码作为运算对象。

2)直接以目标函数值作为搜索信息。

3)同时进行解空间的多点搜索。

4)使用自适应的概率搜索技术。

5.结束语

智能控制已广泛应用于工业、农业、军事等众多领域,已经解决了大量的传统控制无法解决的实际控制应用问题,呈现出强大的生命力和发展前景。它将随着专家系统、模糊控制、神经网络等控制技术的发展而不断发展。

参考文献:

[1]师黎,陈铁军,李晓媛等,智能控制理论及应用[M].北京:清华大学出版社..

[2]黄志高,徐成金,谭斌.智能控制理论综述[J].土木机床, (3):30-32.

[3]宋胜利.智能控制技术概论[M].北京:国防工业出版社,.

[4]王永骥,涂健,神经元网络控制[M].北京:机械工业出版社,.

[5] Rubaai A,Kotaru R,Kankam M D.A continually online - trained neural network controller for brushless DC motor drives [J].lndustry Applications,IEEE Transactions , ,36(2):475 - 483.

[6]张国忠.智能控制系统及应用[M].北京:中国电力出版社,2007.

[7]李文,欧青立,沈宏远等.智能控制及其应用综述[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),(6):376-381.

篇6:电机控制系统研究管理论文

关于电机控制系统研究管理论文

摘要:设计了一种步进电机控制系统。该系统通过运动控制卡产生脉冲和方向信号。用MicrosoftVisualBasic编辑界面程序。调用控制卡中的运动函数库,动态改变脉冲频率,控制电机的转向和转速,从而在开环控制状态下实现对步进电机的控制。既提高了实时性和快速性,又方便实用。

关键词:步进电机;运动控制卡;开环控制

1、引言

运动控制系统的上位控制方案一般有单片机系统、专业运动控制PLC、专用控制系统和“PC+运动控制卡”。采用单片机系统实现运动控制,成本较低,但开发难度较大,周期长。这种方案一般适用于产品批量较大、控制系统功能简单、有单片机系统开发经验的用户。许多品牌的PLC都可选配定位控制模块,有些PLC的CPU单元本身就具有运动控制功能,如松下公司的FP0。这种方案一般适用于运动过程比较简单、运动轨迹固定的设备,如送料器、自动焊机等。专用控制系统一般是针对专用设备或专用行业,比如西门子公司的车床数控系统和铣床数控系统等。“PC+运动控制卡”的方案随着PC的普及用得越来越多,将是运动控制系统的主要发展趋势。这种方案可充分利用计算机资源,用于运动过程、机械轨迹都比较复杂,而且柔性比较强的机器设备,比如目前很热门的开放式数控系统大多采用这种方案。

本文介绍的控制系统采用的就是“PC+运动控制卡”方案,这是本文的.主要内容。

2、系统组成及硬件介绍

图1示出本系统的硬件组成框图。其中采用德国百格拉三相混合式步进电机(VRDM3910/LHA)及其配套驱动器(D921)。控制卡是成都步进机电有限公司生产的MPC02型运动控制卡。

2.1驱动器面板及其功能设置

图2是D921型驱动器的面板配置及功能。

功能选择:STEP1、STEP2设置电机每转步数;

所有输入信号均为光耦输入。

2.2运动控制卡的结构

MPC02型运动控制卡的结构如图3所示。

该卡插在PC的PCI扩展槽内使用;MPC02卡完成运动控制的所有细节,包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位信号的检测等。它采用先进的专用控制集成电路,具有梯形及S形升降速度曲线。使用68芯SISC接口,外接线可采用屏蔽线缆,以提高控制卡的抗干扰能力。其信号接口定义如下:

脉冲量信号:脉冲/方向(编号17~28);编码器反馈(35~52);光隔电源(29、30)。

开关量信号:限位(55、56、60、61、65、66);减速(53、54、58、59、63、64);原点(57、62、67);伺服使能(9、11、13);偏差清零(10、12、14);外部报警(68);通用输入(31~34);通用输出(1~8);光隔电源(15、16)。

3、运动控制系统的软件

3.1控制卡的软件

在函数库中使用的单位和函数返回值通常约定如下。

3.1.1单位

1)位移或距离的单位为P(Pulse),即脉冲数;

2)速度的单位是P/S(Pulse/sec),即脉冲/秒;

3)加速度和减速度的单位是P/s2(Pulse/s2),即脉冲/秒2。

3.1.2函数返回值

运动库中的大多数函数是整型函数,它们的返回意义如下:

0函数执行正确;-1函数执行错误。

在函数库中使用的函数有如下几种:控制卡和轴设置函数、独立运动和插补运动函数、制动函数、位置和状态的设置及查询函数、I/O口操作函数、错误代码函数和一些其他函数。这些函数实现的运动有如下六种基本类型,如图4所示。

把带有升/降速控制的运动函数称为快速(fast)运动函数,比如fast_pmove、fast_vmove和fast_hmove,把常速运动函数称为常速(con)运动函数,如con_pmove、con_vmove和con_hmove。

3.2软件程序:

运动参数设定包括轴号、初速度、最高速度、加速度和移动距离等;运动控制程序包括急停、缓停、清零、常速和快速等;控制效果显示包括位置和速度等。程序如下:

4、结束语

以专用运动控制电路为主控的运动控制卡的运动控制功能由硬件电路实现,集成度高,可靠性比较好。它只需从微机接收控制命令,然后自己完成与运动有关的控制,几乎不占用微机的CPU时间,使用非常方便,不仅可以大大缩短研制和开发周期,而且还能实现更完善的运动控制系统,能够满足对步进电机的控制要求。

篇7:智能照明控制系统节能设计探讨论文

智能照明控制系统节能设计探讨论文

摘要:

本文重点介绍了智能照明系统在实际工程中的应用,简单介绍了智能照明控制设计系统,阐述当前智能照明对建筑节能的重要意义,合理地分析了智能照明系统的发展前景。

关键词:智能照明系统控制;总线;i—bus系统设计

一、背景。

随着社会飞速发展和更新,可持续发展战略已成为我国当前的重要任务。我国住建部计划至在建筑能耗领域,登上新的一级台阶。节能行动,刻不容缓。目前全球经济正朝着一体化靠拢。欧美发达国家本身经济的停滞不前,短期内很难有大型的品牌照明企业出现。并且环境保护成为全球化目标后,全世界的各个国家,特别是科学技术先进的地区,对于照明节能的需求将更为强烈,照明节能对于节约能源、保护生态系统、推动社会进步具有极其重要的意义。数据显示,我国是全球人均能源保有量最低的国家之一。

能源的利用效率不足40%,远远落后于发达国家。单位生产量的能源消耗比世界平均水平高出近3倍。相关部门研究表明,我国能源效率每提高一个百分点,直接经济效益可达130亿元。节能关键在于节电,我国或将成为节电市场的最大买家。智能照明控制系统是专门针对照明而开发的先进的智能化系统,能够节约大量的能源和资源,具有巨大的经济意义和社会意义。因此,在实际工程中进行照明控制系统的节能设计势在必行。

二、智能照明控制的工作原理。

电子感应技术和利用电磁原理的调压技术是智能照明控制系统的主要技术支撑,实时跟踪系统的供电情况,对电路的电流值等进行自动调节,改善电路情况,从根本上提高功率因数,从而达到照明节能降耗的目的。在目前国际公认较为成熟的智能照明系统中,ABB公司的i—bus系统较为成熟,采用国际通用的EIB/KNX标准。采用总线网络拓扑结构,是i—bus系统的主要工作原理,这使得系统具有10Mbit的通讯数率。使用线路耦合器对支线中的信号进行过滤,过滤后的信号进入主线,进而增加干线速率。

因为IP局域网接口和EIB/KNX使用,所以使得数据可以在两者间进行传递。IP网关可以高效地在KNX/EIB系统中进行数据的交换。I—bus总线不能接地,其具有屏蔽能力。开关控制模块具有带电检测功能,可以检测灯光回路的运行情况并且在故障时进行报警。主要应用领域为智能楼宇环境控制系统和智能家居控制系统,其主要控制功能为光控制、中央控制、电动窗帘控制、家居安防控制、温度控制、AV控制系统信号监视等。

三、i—bus的主要特点。

1、兼容性:

控制系统采用的是国际通用的EIB/KNX标准,可以满足使用者对不同功能的需求。电气安装总线采用大跨度框架及开放式的结构,可以使使用者便捷而迅速地调整建筑物的使用功效或者再一次规划建筑平面。极强的兼容性是该系统的优点,对于不同厂家的软件和元器件,在本系统的通讯中可以达到兼容,能够使系统稳定的运行。

系统内部的各个模块都是一个独立的个体,具有独自运行能力,不受其他器件的约束。无论任何的模块损坏或者损毁都不会影响到其他模块的正常运行,这种独立的运行模式使得系统维修保养方便,在对系统进行定期升级或者定期更换元器件时,整个系统仍然可以正常地运行下去。系统的可扩展性也是本系统的一大优点,如果想进行回路的增加,只需要直接添加相应模块,对于系统整体无需进行大改动。

2、安全性:

系统只运用一条i—bus总线,没有过多的电缆线路,更没有复杂的线路铺设。在现场只需要总线进行连接,24V的安全低电压连接保证了系统的安全,控制模块不需要复杂的布置,可以安装在配电箱内。

3、灵活性:

功能的调整和控制结构的修改十分灵活,对小部分程序进行修改即可完成目标,不需要对布线进行调整。通过物理信息的采集,自动刚系统设置为最优运行状态,方便管理并且节约能源。所有设备均为标准设备,模数化产品采用35mm导轨安装,现在设备才有86盒墙装,各种面板的探测器可以互换,实际应用十分灵活。

4、经济性:

系统能够大量减少维护人员,从而节约大量的维护费用,在节约费用的同时,提高了整体系统的.工作效率。i—bus系统采用红外线传感器、定时开关技术、亮度传感器调光技术,这些智能化的应用使得系统可以节约大量的电力能源,从而极大地节约了资源。比传统照明节约25%左右电能,投资成本三年内即可收回。

5、长期性:

软启动、软关断技术的使用是i—bus系统的又一个亮点,对于各个回路进行缓慢的启动,在一定时间内关断,这样有效减少了冲击电压对器件的损害,极大地延长了灯具的使用寿命。系统可以和消防报警系统、安全防范系统、闭路监视系统一起来构成一个完整的系统。同时采用ABB照明系统和BA系统的大厦,将大幅度提高大厦的智能化程度,增加该物业的亮点,提高大厦的出售和出租率,这些无疑都获得了许多长期的、可观的、潜在的收益。

四、i—bus系统设计实例。

以办公楼为例,在办公室各区域设置吸顶探测器,通过吸顶探测器对移动信号进行感应,因信号对灯光和风机盘管电源进行控制,实现工作时间启动照明灯和空调,休息时间自动关闭灯光和空调。根据预先设置的程序,定时开关灯光空调,从而最大限度地节约能源。例如,设置在会议室的智能面板可以对会议室的灯光、空调、窗帘、投影幕布等用电设备进行手动控制。普通办公室通过温控面板对空调进行控制。办公区域的吸顶式移动探测器可以根据环境的照度要求以及使用的空间自动调整开灯数量,确保满足照度需求。

五、总结。

在21世纪,能源与资源的高效利用已经成为评估一个国家乃至整个社会发展潜力的重要指标。我国是一个发展中国家,提高能源利用率必将大力推进我国经济建设和社会建设。智能照明控制系统在实际工程中的节能设计,将从根本上进行建筑节能。该领域将成为促进我国未来发展的重要领域。未来我国将成为节能设计及节能产品研发的最大受益者。

参考文献:

[1]马鸿雁,韩京京。会展中心照明控制与节能[J]。智能建筑电气技术,(04)。

[2]侯红磊。Ⅰ—bus智能照明系统在轨道交通中的应用[J]。工业控制计算机,,25(10):11—12。

[3]闫波,杨林场。浅谈EIB/KNX智能灯光控制系统在大型会展建筑的应用[J]。福建建筑,(4):111—113。

篇8:智能照明控制系统的设计论文

智能照明控制系统的设计论文

目前我国高校的教学楼和学生宿舍的照明系统大多采用定时方式控制[1],虽然控制简单且易于实现,但同时存在很多问题:在夜间人流量很少时,灯具全部点亮将造成电能的大量浪费;此外,定时照明方式使照明系统工作状态不能灵活调整,尤其在雷雨和雾霾天气时,带来安全隐患。本文所设计的智能照明控制系统,能够根据学校不同区域的不同功能需求,设置照明模式与照明时间,实现对照明系统的动态智能化管理。

1系统硬件模块

本系统的设计是基于51系列单片机,由7个硬件模块构成,分别为控制、定时、光控、声控、按键、显示、照明。其中光控、声控模块实现对外界光、声信号的采集与判断;定时实现照明系统的照明时间控制;控制模块采用STC89C52单片机,根据外界光、声及定时信号控制照明电路,切换不同的工作状态以适应外界需求。照明系统架构如图1所示。

1.1控制模块

本文采用STC89C52单片机,具有8位CPU和系统内可编程Hash,是一种低功耗、高性能微控制器。在本文的设计中控制模块接收定时模块的时间及外部环境的光、声信号,通过判断照明级别,控制照明灯的工作状态,实现照明系统的智能动态化管理。

1.2输入模块

1.2.1定时模块

定时模块采用了DS1302芯片,用于给整个系统提供日期与时间信息,它不仅功耗低,高性能,还具有掉电走时的功能,即使在单片机断电的情况下它也不会停止计时。同时也便于系统对于当前是否到达设定的夜间时间进行判断。

1.2.2光控模块

光控模块中使用光敏电阻来采集光信号,并使用LM393比较器对光信号强度进行判断。图2为光控电路,比较器的同相输入和反相输入端连有电位器,在没有自然光照的情况下调整电位器,将两个输入端的电位保持一致,此时比较器会输出低电平信号。当光敏电阻被自然光照射时,其阻值会大幅度的减小,从而使得比较器的同相输入端电位升高,比较器输出高电平信号。通过比较器输出信号至单片机P1.4端口,单片机可以判断外界光强是否到达阈值强度,模块工作状态的改变。

1.2.3声控模块

声控模块中采用驻极体话筒(图3中用R6电阻替代)采集声信号,它是电容话筒的一种,灵敏度高气声信号强度的.判断采用LM393,原理同光控电路,最后信号输出至单片机P1.3端口,如图3所示。

图3声控电路图Fig.3Circuitofvoicecontrolsystem

1.3输出模块

1.3.1显示模块

如图4所示,显示电路采用LCD1602液晶显示当前的日期与时间,LCD1602液晶可以显示两行,每行16个字符,夕卜加的电位器可以随时调节液晶显示屏的对比度气

1.3.2照明模块

如图4所示,照明模块是用2排8个LED灯来模拟照明灯的3种工作状态:熄灭、间隔亮与全亮。当工作在熄灭或全亮状态时,8个LED灯全部熄灭或点亮;当需要间隔亮时,2排LED灯亮起1排,提供强度相对较小的照明。

2系统软件设计

智能照明系统将时间、光照、声音结合起来判断外界环境的变化,并且为照明灯设置3种工作状态以提供不同的照明强度,分别为全亮、间隔亮和熄灭状态。系统运行流程如图5所示。

图5系统运行流程图Fig.5Flowchartofsystem

在照明灯工作状态控制中,对宿舍楼设置时间为18:00?次日6:00,教学楼设置时间为18:00?24:00,称为夜间模式,在设定时间内,照明灯工作在间隔亮状态,提供夜间基本的照明。如果此时声控模块采集到的声强强度大于阈值强度,说明教学楼或宿舍的人流量较大,照明模块会切换至全亮状态,提供高强度的照明,并且在声音信号消失后,还会延时5s再恢复间隔亮的工作状态,以保证夜间活动对照明的需求。

在设定时间之外,如遇到雷雨或雾霾天气,照明系统对外界的自然光强度进行采集与判断,即使未在夜间模式也需要一定的照明,因此当光控模块采集的光强强度小于阈值强度时,照明模块便会工作在间隔亮的状态,保证教学楼或宿舍的基本照明;再通过对声音信号的采集和判断,如果人流量较大,则照明模块又会再切换至全亮状态。

3系统测试

根据系统的功能要求,对系统在所有情况下的工作状态(预置的设定时间为18:00?6:00)进行测试,测试电路如图6所示。

图6实际测试电路Fig.6Pictureoftherealtestcircuit

当未到设定时间、光强>阈值时,LED灯熄灭;当未到设定时间、光强<阈值、声强<阈值时,LED灯间隔亮;

当未到设定时间、光强<阈值、声强>阈值时,LED灯全亮;

当到达设定时间、声强<阈值时,LED灯间隔亮;

当到达设定时间、声强>阈值时,LED灯全亮。

由此可见,本系统在各种情况下均按照要求切换工作状态,符合设计要求。

4结束语

本文根据高校的教学楼和学生宿舍的照明需求,设计的智能照明系统可以根据设置时间和外界环境光、声的变化自适应地调整照明系统的工作状态,实现对照明系统的动态化管理。本系统还可以应用于公共场所的照明,具有成本低、操作方便、易于扩展功能等特点,最大限度地节约电力能源。

篇9:集中供热网智能控制方法论文

秦岭淮河一带作为我国的集中供暖分界线已经有相当长的历史了,集中供暖涉及秦岭淮河线以北的十四个省份的几亿的居民,这样的关乎民生的大事使得我国的集中供暖事业受到了政府的极大关注。我国的供暖方式有集中供暖和分户供暖,分户供暖包括空调采暖、电暖气采暖以及电热地膜采暖等取暖方式。近年来随着节能环保意识的增强以及我国的煤炭储量逐年减少的现状,使得以往的那种分散式的供暖方式已经不再适合时代的发展了,所以现在我国的供暖方式主要以集中供暖为主。集中供暖由于其节约资源、环境友好、能量集中等优点作为目前我国最具有发展前景的供暖方式正在极力向着现代化不断迈进,下文对于集中供热网的智能控制方法进行阐述分析,同时对集中供热网的智能化控制中出现的问题进行分析和改进。

篇10:集中供热网智能控制方法论文

集中供热一般热源主要是热电厂的剩余热能或者是由锅炉房提供的,热电厂的热源主要是煤炭或是其他可燃物燃烧之后的一部分能量转化为电能,剩余的热量用水吸收作为集中供热的热源。此外锅炉房的供热方式的特点是直接燃烧煤炭等可燃物加热循环水作为热源的。集中供热的送热的方式一般是利用循环水系统将热源的.热量输送到各个居民的家中,这个过程是通过建立供热管网来实现。目前我国的集中供热系统已经较为成熟,体系也已经基本完善,热源和供热管网的设备也相对齐全。但是,我国的大部分省份对于集中供热系统的管理还不尽人意,常常出现用户家中温度时冷时热,也无法根据天气调整供热量,导致供热的用户体会不佳。而且对于依赖热电厂的剩余热量进行供热的集中供热系统常常会与多家热电厂合作以保证各个地区的热水供应,但是极少数的情况下各个热电厂的热源都可能不足的情况下难以保证对用户的供热,所以集中供热网的智能控制应用而生,智能控制系统可以对热源以及热网进行智能化的控制以保证供热效率以及居民的舒适度。

篇11:集中供热网智能控制方法论文

随着我国经济的发展的同时带动人民群众的生活水平也有较大的提升,所以也对集中供热提出了一些要求。集中供热一直以来因为供热程度不稳定、供热量与实际需求量不符合、供热程度在不同的区域不尽相同,这样的情况不仅造成了居民供热的实际体验感不好而且还会有一定浪费能量发情况发生。所以集中供热网进行智能控制极为重要,集中供热由热源、供热管网和用户家中的散热系统组成,目前对于集中供热的控制在于对热源以及供热管网的控制。

2.1热源控制

集中供热网智能控制中对热源的控制就是调整热源的总输出热量,依据外界的温度、湿度等参数对热源的供热量进行控制,以得到与需求量匹配的供热量。要对热源的供热量进行调节的基础就是测得实际的需求的热量,对实际需求的热量进行测定时需要预测供回水的温度。然后对供热系统的热力工况的调节主要分为稳态调节和动态调节。热力工况的稳态调节是依据在稳定状态的条件下监测系统的供热量、管路网的散热量、用户部分的耗热量进行探究,同时将二次网用户的散热量等同于散热器可以得出供回水的温度。在得到供回水温度的情况下采用调节供回水温度的办法对热源的供热量进行调节。所以在理想状态下,可以通过调整供回水的温度就可以控制热源的供热量与需求量达到一种平衡状态,但是实际情况是由于天气的变化、管道损失、用户散热等数值都不是固定的,与预测值有一定的偏差。所以在对实际的热力工况进行调节时选用的是动态调节的方法,这种方法考虑到建筑物是一种热惰性的物质,室外的气温的变化情况和管道系统损失的热量都具有很大的可变动性,这样就造成了对热力工况的动态调整的难度加大,面对这样的情况首先要对系统的热特性进行了解,通过系统的热负荷、太阳的热增射量、一次网的供回水温度以及室外的温度进行综合考虑,计算可得热的需求量。从而使热的供给量可以更加符合实际的热需求量,从而对供热量进行精准的控制,为住户提供一个良好的供暖环境和舒适宜人的温度。

2.2热网控制

热网控制的过程是研究热量的供给状况从而对供热网管的流量进行控制,保证用户的室内温度适宜。对供热网的供热需求量和热量供给情况进行考察,保证室内的温度控制在一定的水平范围之内,从而保证热量稳定和均衡。而对于热网的控制中的调节经常使用的方法有温度调节法、模拟阻力法和模拟分析法这三种。其中温度调节方法就是以实际热量的需求量作为调节的参考,从而对各个热力站点的流量情况、供回水温度进行调节,实现控制居民室内温度的目的。温度调节阀对各个热力站点的选择监控指标就是供水温度,供水温度较为容易控制,且作为起始点的温度数据供水温度便于观察、控制、测量,而且有较小的滞后性,在对温度的控制来说是极为方便的。同时依旧要考虑外界室温和管道网管散热的损失以保证均匀分配热量到各个气候条件不同的区域。由于这样的调节过程只涉及对温度的调节所以也不需要安装多余的相关设备,整体系统的费用较少。但是温度调节的方式由于供热系统的温度有较大的滞留性所以温度的变化通常不会很明显,温度变化的图像经常是一种平滑的曲线的状态,所以具有调节的灵敏度不高等缺陷。其次是两种基于模型的调节方法,包括模型分析法和模拟阻力法,这两种调节方法都是将整个供热网的水力工况建立成数学模型的方式对其中的流量以及压力的变化情况进行分析,从而对整个集中供热网进行智能控制。这个供热网水力模型是输送热水的管路网状结构,其中包括了管路等运送流体的结构以及管阀件等对流体的流动带有明显阻碍形式的部件。对整个管路的压力进行计算,从而可以确定供热网阻力系数和流量情况,从而对集中供热的热水输送管路的输送情况进行详细的了解。

2.3集中供热网智能控制具体方法

对于集中供热网智能控制来说需要突破供热涉及的工程量巨大、控制对象具有滞后性以及不确定性、控制对象的影响因素较多、控制所需的参考信息监测起来较为复杂、计算过程复杂、涉及的参数不易得到等方面,智能控制做到可以处理庞大的信息体系以及控制效果理想的目标。智能控制是一种结合人工智能、运筹学、自动控制衍生出的学科,这表明了智能控制有着人工智能的独立性的、可运算的、自动的特点。智能控制可以自动的对已知的状态判断并调整,同时几乎不需要人工的参与就可以独立自主的完成控制任务。智能控制的特点包括具有信息功能、记忆功能、适应功能、组织功能、人机协作功能,它的特性包括容错性、鲁棒性和实时性。智能控制应用于集中供热网的目的是系统可以自主的依据外界环境的温度变化结合热网用户的负荷特性变化对供回水的温度进行调节,平衡供热总量与用户所需热量。控制系统可以根据一次网供回水温度和环境参数进行计算,从而得出所需的供热量,考虑到建筑物和设备的热容的因素,及时通知热电厂改变热源的供热量,修改机组的运行情况调节换热效率,同时系统应该结合建筑物的散热情况和管道的散失热量的情况对回水温度进行预测使得控制效果较为准确。热网智能控制主要的依据当前的外界环境和各个热力站点的一次、二次供回水的量以及温度,进行大量的计算生成温度调节方案。热网的智能控制可以实现全网的协调控制,从而满足用户室内的温度保持在一定的适宜的温度范围之内,在环境变化较大的时候也能满足用户的取暖要求,为用户提供舒适的、温暖的生活环境。

3结论

综上所述,集中供热的供热方式在我国北方的大规模应用有助于改善环境、节约能源,集中供热的智能控制包括对热源的控制和对热网的控制这两部分组成。集中供热网的智能控制方法的实现主要通过检测供回水温度、环境因素来确定调整量。

参考文献

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[3]谢慕君,冯敬芳,姜长泓等.集中供热二次网回水温度的预测和控制研究[J].控制工程,,22(2):291-295.

篇12:智能控制技术工程机械控制论文

智能控制技术工程机械控制论文

一、智能控制技术在工程机械控制中的应用

1。控制目标和策略

在实际工作中,极其的作业形式和作业方法都存在着一定的差异,所以智能控制技术在控制目标和控制策略的选择上也存在着很大的不同。在智能控制技术应用于挖掘机领域方面,其主要要实现的控制目标就是要实现节能环保,同时也要提高机械生产的效率。智能控制技术使用在压路机领域方面主要就是要实现碾压的质量和压实的速度。当前挖掘机主要有两种控制策略,一是“负载适应控制”另一种是“动力适应控制”。负载适应控制主要就是指在发动机发出功率已经稳定的情况下,液压系统能够根据实际的需要对自身的运行状态进行适当的调整,从而使其能够以最佳的状态来完成工作。动力适应控制就是在实际的工作中发动机要根据运行的具体情况支持发动机的动力输出,这也极大的节约了能源。采用“负载适应控制”技术的挖掘机,一般设有几种动力选择模式,如最大功率模式,标准功率模式和经济功率模式,每种模式下的发动机输出功率基本恒定,同时液压泵业设有几条恒功率曲线与之匹配。由于系统中采用了发动机速度传感控制技术(ESS控制技术),在匹配时将每种功率模式下的泵的吸收功率设定为大于或等于该模式下的发动机输出功率,这样可以使液压系统充分吸收利用发动机的功率,减少能量损失。还可以通过对泵的吸收功率的调节,协调负载与发动机的动力输出,避免发动机熄火。在实际的工作中,操作人员需要根据作业面的具体情况选择发动机电费模式,所以这种方式在实行的过程中还需要一定的人工参与,如果操作不当,非常容易造成浪费的现象。采用动力适应控制以后挖掘机就能够开启自动控制的模式,在作业的过程中,该技术可以根据实际的需要为发动机的运行提供一定的动力,这样也有效的避免了资源和能源的浪费现象,该系统可以根据机械运行的实际需要来供给动力,在运行的过程中不需要过多人工的操作和参与,在经济性和高效性上都有着很好的表现。这一系统的运行思路是让机器对施工的具体情况进行有效的识别,同时根据其分析的具体状况制定适当的解决办法,发动机和该系统在运行的过程中会对运行的状态进行适当的调整,这样就能够保证其在运行的过程中处于良好的状态。在挖掘机智能控制技术中还需要一些节能和为操作提供方便的方法,采用这些方法能够更好的对系统进行维护和保养,能够更加有效的提升整个系统的性能和运行质量。智能压路机在使用智能控制技术的过程中需要根据设定的质量和目标对压实的效果进行有效的检测和控制,同时还要通过系统的自我调节来寻找最佳的`解决方案。

2。控制方法,任何智能控制系统包含三个过程:

(1)采集信息;

(2)处理信息并做出决策和思考;

(3)决定执行。挖掘机是通过检测液压系统得运行参数来识别载荷大小的,如检测液压系统中泵的控制压力,泵的输油压力和各机构(行走,回转,动臂提升和斗杆收回)的工作压力等。有的还检测先导手柄的位移量和系统流量等。挖掘机控制器根据采集的信息,通过模糊控制理论推理出所需功率的大小和发动机的最佳转速。执行决定的过程是由控制器驱动发动机油门执行器,使发动机设定到理想的转速和输出功率。而压路机是通过连续检测振动轮的振动加速来识别地面压实质量的。振动轮内的旋转偏心快产生的振动,理论上是一条正弦曲线。当振动轮在地面上振动时,曲线总是被扰动的,在软地面上额度扰动小,在硬地面上的扰动大。通过对压路机振动轮的加速度进行快速傅立叶变换处理,能够计算出地面压实的数据。

二、结语

当今我国的科技和经济都在以非常快的速度发展,很多行业都实现了智能化发展,在机械生产领域也出现了一些新的技术,尤其是智能控制技术的出现使得机械生产质量更好,生产效率更高,同时也给我国机械工业的稳定健康发展提供了非常有利的条件,促进了我国机械化水平的提升。

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