结合天然采光的室内智能照明控制策略研究.pdf

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheResearchontheControlStrategyofIndoorIntelligentLightingCombinedwithNaturalLightingByLeiPanSupervisor：Prof．DongqingFengControlTheoryandControlEngineeringSchoolofElectricalEngineeringMay2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得

2、的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：潘孙日期：砷缈学位论文使用授权声明年J-'月7。日本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使

3、用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：涛磊17tJ朝：h烨年，月；o日摘要随着社会经济的快速发展，人类社会面对的能源短缺与环境污染问题日益突出，节约能源与保护环境已刻不容缓。建筑照明能耗作为我国能源消耗的大户，所消耗的能源逐年增加。如何充分利用天然光、降低建筑照明能耗已经成为建筑照明研究的主要方向。本文分析了天然光特性以及天然采光的影响因素，研究了在满足人眼舒适性的前提下，实现最优节能方法和措施，给出了一种结合天然采光的室内智能照明控制策略，为研究开发绿色环保智能照明控制系统提供理论支持和应用参

4、考。本文研究的主要内容如下：(1)分析了天然光源的主要形式以及天然采光和人工照明的相互关系，建立了太阳直射阳光和天空光在不同天气情况下的计算模型，研究了常用LED灯具调光原理。(2)利用DIALux照明仿真软件，在全晴天空、全阴天空以及混合天空等天气模式下，对影响室内天然光照度的窗户下沿离地高度、窗户透射率、窗墙比以及窗户朝向等因素进行了详细的定量分析，并得出了具体的结论。(3)根据天然采光的室内照明控制要求，研究了基于双模糊控制器的百叶窗角度控制策略，给出了具体的设计过程、仿真模型，通过仿真验证了该方法的可行性。引入室内反射光的影响，建立了基于光通传递矩阵的室内照度计算模型，提

5、出了一种基于粒子群算法的人工智能调光控制策略，在满足照度误差允许的范围内，实现了灯具的能耗最小。(4)以某45平方米的办公场所为例，对所研究的结合天然采光的室内智能照明控制的节能效果进行了分析，分别计算了不使用天然光、结合天然采光的开关控制以及结合天然采光的智能控制三种模式下的年耗电量以及月耗电量。结果显示：采用结合天然采光的智能控制，与不考虑天然光的情况相比年节省耗电量720．225kwh，用电量下降75％，与采用开关控制相比年节省耗电量172．854kwh，用电量下降42％。关键词：天然采光：智能照明；百叶窗；PSO；节能分析AbstractWiththerapiddevel

6、opmentofsocialeconomy,theproblemofenergyshortageandenvironmentalpollutionfacedbyhumansocietyisincreasinglyprominent，energyconservationandenvironmentalprotectionhasbecomeessential．Theenergyconsumptionofarchitecturallightingoccupiesalargepartofthechina'senergyconsumption，anditincreasesyearbyyea

7、r．Howtotakeadvantageofnaturallightandreduceenergyconsumptionofarchitecturallightinghasbecomeamajorresearchdirectionofarchitecturallighting．Thedaylightcharacteristicandinfluencingfactorsofdaylightingisanalysied．Underthepremiseofmeetingthehuman