大型智能化建筑照明設(shè)備光調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)方法

文_魏方興 江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院

新時(shí)期發(fā)展背景下，建筑行業(yè)愈加朝信息化、智能化方向轉(zhuǎn)變，相應(yīng)的大型智能化建筑工程數(shù)量也愈發(fā)增多。隨著外界光照情況的變化大型智能化建筑光照環(huán)境也逐漸發(fā)生變化，一旦與建筑自身亮度產(chǎn)生較大差距，將造成人們的視覺疲勞。為有效改善這一現(xiàn)狀，大型建筑照明設(shè)備亮度的合理調(diào)節(jié)就非常重要。

1 大型智能化建筑照明設(shè)備發(fā)光調(diào)節(jié)

現(xiàn)階段，大型智能化建筑照明設(shè)備發(fā)光調(diào)節(jié)的最常見手段是手動(dòng)調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方法不但浪費(fèi)時(shí)間浪費(fèi)精力，而且工作效率也普遍較低，再加上外界光照環(huán)境變化不確定，容易使建筑照明設(shè)備無法適應(yīng)外界光照變化。采用照明設(shè)備亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)手段，雖然能很好適應(yīng)外界光照環(huán)境，但對(duì)于較復(fù)雜的光照環(huán)境調(diào)節(jié)成效也不是很理想。對(duì)于上述存在問題，經(jīng)過不斷實(shí)踐探索提出了一種自適應(yīng)控制的大型智能化建筑照明設(shè)備光調(diào)節(jié)方法，通過照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源硬件設(shè)計(jì)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，隨后借助A/D處理使信號(hào)進(jìn)入到控制系統(tǒng)內(nèi)，可根據(jù)輸出信號(hào)強(qiáng)弱適當(dāng)調(diào)整照明設(shè)備光亮程度，借此實(shí)現(xiàn)大型智能化建筑發(fā)光的自動(dòng)化控制。

2 智能化建筑的照明設(shè)備光調(diào)節(jié)原理

所謂大型智能化建筑照明設(shè)備光調(diào)節(jié)，主要指的是工作環(huán)境下需做好發(fā)光亮度調(diào)節(jié)。一般來說，建筑亮度強(qiáng)弱主要由外界光照環(huán)境和驅(qū)動(dòng)電源等因素決定，人們?nèi)庋鄹惺艿降牧炼扰c光源功率有著密切關(guān)系。一般來說，如果大型智能化建筑照明設(shè)備所處光亮環(huán)境不同，人肉眼感受到的光照亮度并不是固定數(shù)值，與外界亮度變化成正比。將人們?nèi)庋鄹惺艿降牧炼茸钚≈翟O(shè)為光照靈敏度閾值，一般數(shù)值大小在0.005～0.05之間。由此可知，只要智能化建筑照明設(shè)備亮度的最小值和最大值不發(fā)生任何變化，就能將建筑室內(nèi)光照強(qiáng)度控制在最佳狀態(tài)。此外，還可利用驅(qū)動(dòng)電源的光感傳感器進(jìn)行建筑外界光照檢測(cè)工作，通過轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)并傳遞到驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)中，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度出現(xiàn)變化可及時(shí)進(jìn)行照明設(shè)備發(fā)光亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3 照明設(shè)備光調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)方法在大型智能化建筑中的應(yīng)用

使用傳統(tǒng)手段進(jìn)行大型智能化建筑照明設(shè)備光亮度調(diào)節(jié)，無法適應(yīng)外界光照環(huán)境變化，致使照明設(shè)備發(fā)光效率普遍較低，容易造成人們的視覺疲勞。在此情況下提出了一種自適應(yīng)性照明設(shè)備發(fā)光調(diào)節(jié)方法。

3.1 照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源硬件設(shè)計(jì)優(yōu)化

通常來說，大型智能化建筑中照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源主要以反激式開關(guān)隔離為主，提出科學(xué)合理的電源設(shè)計(jì)方案。應(yīng)用原理如下：要求輸入的交流電通過保險(xiǎn)絲和濾波電路，并在驅(qū)動(dòng)電源的輸入端設(shè)置熱敏電阻，便于緩解強(qiáng)大電流帶動(dòng)的沖擊影響。同時(shí)電流穿過濾波環(huán)節(jié)進(jìn)入到功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路時(shí)需確保功率因數(shù)超出0.9，最后流經(jīng)初級(jí)繞組、采樣電阻等到達(dá)指定位置，這可以說是大型智能化建筑照明設(shè)備的主回路結(jié)構(gòu)。而照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源控制回路則是采用PWM控制方法，借助采樣電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，通過A/D處理使信號(hào)進(jìn)入到控制器內(nèi)部，進(jìn)而產(chǎn)生控制信號(hào)，利用其達(dá)到照明設(shè)備亮度控制作用。另外，由于驅(qū)動(dòng)電源中具有靈活性較強(qiáng)的可調(diào)裝置，所以可幫助傳感器快速獲取外界光亮信號(hào)，進(jìn)而改變以往脈沖信號(hào)的占據(jù)比例，實(shí)現(xiàn)大型智能化建筑照明設(shè)備光亮度調(diào)節(jié)最佳成效。

3.2 構(gòu)建驅(qū)動(dòng)電源控制模型

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要涵蓋模糊控制系統(tǒng)和可控式PID系統(tǒng)，其中前者使用功能是對(duì)PID涉及到的三個(gè)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化改正，而后者功能則是對(duì)驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行直接把控。通常照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源PID控制系統(tǒng)的三個(gè)參數(shù)可設(shè)置為KP、KI、KD，如果其三者處于不同數(shù)值情況下闡述如下：第一，如果取值較小，為確保驅(qū)動(dòng)電源處于穩(wěn)定狀態(tài)，KP、KI數(shù)值需要大一點(diǎn)，并且為避免驅(qū)動(dòng)電源預(yù)設(shè)值周圍出現(xiàn)波動(dòng)，KD應(yīng)盡可能取較小數(shù)值。第二，取值處于中間，為將驅(qū)動(dòng)電源運(yùn)行控制在標(biāo)準(zhǔn)要求下，KP應(yīng)取較小值，防止對(duì)驅(qū)動(dòng)電源運(yùn)行帶來不利影響。第三，取值較大時(shí)，為確保驅(qū)動(dòng)電源擁有良好動(dòng)態(tài)性能，需選擇較大KD數(shù)值和較小的KP數(shù)值。并且為避免驅(qū)動(dòng)電源出現(xiàn)超量情況需采取限制性措施。

3.3 實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電源的自動(dòng)化控制

大型智能化建筑照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源控制系統(tǒng)運(yùn)行中，非常容易出現(xiàn)發(fā)光亮度誤差情況，這時(shí)應(yīng)采取PID系統(tǒng)控制方法，將光通量約束在光通量周圍，一旦光通量超出標(biāo)準(zhǔn)范圍則要采用控制算法，確保照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源具有良好穩(wěn)定性功能。同時(shí)照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源控制器最好可使用三個(gè)輸出和兩個(gè)輸入形式，將輸入和輸出形成正比例關(guān)系。根據(jù)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，以往傳統(tǒng)算法之所以出現(xiàn)失誤的根本原因便是在外界動(dòng)態(tài)光亮影響下，照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源光亮度調(diào)節(jié)無法滿足實(shí)時(shí)性要求。新型化照明設(shè)備光調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生并取得廣泛應(yīng)用，不但能充分展現(xiàn)出該種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性，還能實(shí)現(xiàn)大型智能化建筑照明設(shè)備光調(diào)節(jié)的自動(dòng)化控制，便于為人們提供良好電力服務(wù)。

4 結(jié)束語

利用傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法進(jìn)行大型智能化建筑照明設(shè)備光亮度調(diào)整時(shí)，因其不能滿足外界光照動(dòng)態(tài)變化要求逐漸被取代。提出了一種新型自適應(yīng)性照明設(shè)備光調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)方法，無論是從驅(qū)動(dòng)電源硬件還是電流信號(hào)均實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新優(yōu)化。同時(shí)盡可能采用先進(jìn)控制手段，進(jìn)一步完善大型智能化建筑照明設(shè)備的發(fā)光調(diào)節(jié)，便于實(shí)現(xiàn)最佳亮度調(diào)節(jié)成效，避免人們出現(xiàn)視覺疲勞隱患，提供更高質(zhì)量電力服務(wù)。