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动态辐照度模拟用日光模拟器控制器设计

太阳能学报 2015年第1期36卷 202-208页

作者：孟庆龙王元李彦鹏长安大学环境科学与工程学院西安710054 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为实现动态(特别是日变化)辐照度的模拟,设计一种基于迭代学习的PID控制器。该控制器分为内外两个环,外环利用迭代学习控制策略对设定值进行优化,将优化的设定值序列,逐步加到系统上,系统从一个设定值到另一个设定值实现平滑过渡,从而... 详细信息

为实现动态(特别是日变化)辐照度的模拟,设计一种基于迭代学习的PID控制器。该控制器分为内外两个环,外环利用迭代学习控制策略对设定值进行优化,将优化的设定值序列,逐步加到系统上,系统从一个设定值到另一个设定值实现平滑过渡,从而改善控制系统的动态性能;内环在自校正PID控制器的作用下,使实际辐照度跟随期望辐照度轨迹。仿真结果显示,外环在阶跃设定基础上经过迭代学习进行系统设定值序列的优化调整,得到"受控"的设定值。内环进行系统动态控制。输出随迭代逐步跟踪期望轨线,系统无超调,实现了设定值间的平滑过渡。而且,从实验结果可看出,在控制策略的作用下,可实现动态(日变化)辐照度的模拟。该控制策略针对日变化辐照度这种具有重复期望轨线特性的系统,优势明显。

关键词：日光模拟控制器迭代学习控制动态模拟

利用动网格技术对日光模拟器动态辐照特性的研究

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太阳能学报 2013年第1期34卷 165-170页

作者：孟庆龙王元西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 长安大学环境科学与工程学院西安710054

利用动网格技术实现日光模拟器的动态运动模拟,对不同工况下模拟器的动态辐照特性进行研究。利用动网格模型中的动态铺层算法来实现网格的更新,通过用户自定义函数UDF定义模拟器的周期性升降运动。通过数值计算得到辐照度变化的详尽动... 详细信息

利用动网格技术实现日光模拟器的动态运动模拟,对不同工况下模拟器的动态辐照特性进行研究。利用动网格模型中的动态铺层算法来实现网格的更新,通过用户自定义函数UDF定义模拟器的周期性升降运动。通过数值计算得到辐照度变化的详尽动态信息,并与实验数据进行对比分析。结果显示,模拟器高度和光源数量是影响辐照度的主要因素。模拟器距地面高度与地面辐照度呈线性关系,辐照不均匀性随高度降低而变小;各工况下辐照度满足叠加性;典型点的动态辐照度数值结果与实验结果基本吻合,验证了该动网格数值模型的可靠性。该模型可用于其他多种工况的研究,为实现太阳辐射的日变化模拟提供预测数据参考。

关键词：日光模拟计算流体动力学动网格动态铺层算法

RGBW四色LED混光优化在日光模拟中的应用

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光子学报 2017年第8期46卷 37-46页

作者：熊晨雨吴玉香李杨文尚胜华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广州510640

根据全日日光色温和亮度的变化曲线,利用RGBW四色LED混光模拟全日日光色温和亮度的变化,并采用遗传算法优化混合光的显色指数.采用Matlab进行仿真,并基于Arduino开源平台搭建日光模拟系统对仿真结果进行验证.实验表明,该策略可准确模拟... 详细信息

根据全日日光色温和亮度的变化曲线,利用RGBW四色LED混光模拟全日日光色温和亮度的变化,并采用遗传算法优化混合光的显色指数.采用Matlab进行仿真,并基于Arduino开源平台搭建日光模拟系统对仿真结果进行验证.实验表明,该策略可准确模拟全日日光色温和亮度的变化规律,同时通过遗传算法的优化可使LED混合光兼具最优的显色性能,验证了所提策略的正确性和有效性.该策略可应用于密闭环境照明、植物照明等特殊照明领域的日光模拟仿真试验和工程实践.

关键词：日光模拟 LED混光遗传算法色温发光二极管

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白光LED色稳定及混光优化的研究与应用

白光LED色稳定及混光优化的研究与应用

作者：熊晨雨华南理工大学

学位级别：硕士

节能环保如今是世界各国正积极推动的战略发展方向,随着经济的不断发展,人们对高品质生活的追求不断提高。LED作为新一代照明光源,凭借高光效、长寿命、节能环保以及快速响应等诸多优点,正逐步取代传统照明光源。如今,LED在家庭照明、... 详细信息

节能环保如今是世界各国正积极推动的战略发展方向,随着经济的不断发展,人们对高品质生活的追求不断提高。LED作为新一代照明光源,凭借高光效、长寿命、节能环保以及快速响应等诸多优点,正逐步取代传统照明光源。如今,LED在家庭照明、办公照明、氛围照明以及特殊照明领域都获得了广泛的应用。由于单颗LED芯片功率较低,在实际应用中大多采用多颗LED芯片组合使用。为了提高LED在调光照明中的色稳定性以及多色LED混光照明品质,本文结合智能控制算法,对LED的色稳定性以及多色LED混光照明进行研究,并将LED混光优化策略应用于日光模拟中,实现高性能的日光模拟。本文采用理论分析与仿真模拟、实验验证相结合的研究方法进行研究。主要的研究成果如下:1.针对LED在调光中的色漂移问题,分析调光中影响LED色稳定性的主要因素,提出一种基于BP神经网络的预测控制策略。该策略能够准确预测PWM调光中维持LED色温稳定所需的最佳峰值电流,以减小LED在调光中的色漂移,并采用实验验证其控制策略的有效性。2.针对RGBW四色LED混光照明优化问题,基于RGBW四色LED混光方程推导混合光的色温、光通量以及显色指数与PWM调光占空比之间的关系,提出采用遗传算法优化混合光的光通量和显色指数,使混合光获得最优的照明性能,最后进行了实验验证。3.针对LED阵列的照度均匀性优化问题,建立了LED阵列的照度分布数学模型,提出采用遗传算法优化LED阵列结构,此策略能够获得最优的LED阵列位置分布,并结合仿真模拟和实验验证了优化策略的有效性。4.从实用性角度出发,将RGBW四色LED混光优化策略应用于日光模型中。通过调节各颗LED的PWM占空比,不仅使LED混合光能够准确模拟全日日光的色温和亮度变化规律,同时通过遗传算法优化混合光的显色指数,获得更好的日光模拟效果,最后采用实验实现了日光模拟。本文取得的研究成果对提高LED的照明品质具有很好的理论指导意思和实际参考意义。

关键词： LED色稳定神经网络 LED混光照明遗传算法照度均匀性日光模拟