智能路灯节能控制器研究

摘要

智能路灯节能控制器是针对在城市照明上所存在的的能源消耗而设计出的新型节能控制器。将是集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调压控制于一体的路灯控制装置。晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合是该控制装置的主要特点，利用可变电抗器隔离高压和低压，将电抗器的一次绕组(高压)与路灯相串联，在电抗器中增加二次绕组(低压)，将二次绕组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联，通过改变其低压绕组上的电压来控制高压绕组上电压的变化，从而达到改变路灯端电压的效果，以实现路灯的软起动和调压节能。 本文对基于模糊控制算法的智能路灯节能控制系统的研制进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思、设计方案，介绍了该装置的系统设计、工作原理，详细分析了以AT89S52单片机和专用镇流芯片IR21592为主控单元的硬件电路和CAN总线的通信模块设计，针对路灯端电压的控制进行了软件设计，采用了时间控制，环境参数控制以及手动控制相结合的控制策略。对路面照明的协议进行了分析，在算法方面，对路面信号进行模糊化处理，寻找到合理的控制电压值。运用Matlab/Simulink对整个系统模型各个部分分别进行了仿真研究，仿真结果表明方案具有可行性。进而建立实际系统，通过系统调试，得出了实验结果。 实验表明，智能路灯节能控制系统可明显的提高路灯的用电效率，节约能源，在电力资源合理利用的今天，该装置有着十分广阔的社会和商业前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题概述

1.1.1课题的题目及来源

1.1.2课题研究的背景

1.1.3课题研究的目的及意义

1.2课题的国内外研究现状以及节能方法比较

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.2.3路灯节能方法

1.3课题研究的主要内容

1.4本章小结

第2章路灯节能控制系统的总体方案设计

2.1系统的总体方案设计

2.2系统的结构模型及功能分析

2.3系统控制器的总体设计

2.3.1智能控制器方案选择

2.3.2智能控制器结构设计

2.4本章小节

第3章系统硬件设计

3.1系统硬件结构设计

3.2控制器的设计以及基本外围电路

3.2.1控制器最小控制系统

3.2.2串行通信接口设计

3.2.3 A/D和D/A转换电路

3.2.4开关量输入/输出电路

3.3功率变换单元与触发电路系统设计

3.3.1功率变换单元

3.3.2触发电路

3.4外围功能模块设计

3.4.1 CAN总线模块设计

3.4.2 IR21592可调光电子镇流器

3.4.3人机交互模块设计

3.4.4电源电路设计

3.5本章小结

第4章照明控制策略和通信协议

4.1软件结构设计

4.2智能化照明控制综合策略

4.2.1时间控制策略

4.2.2组群控制策略

4.2.3环境参数与辅助控制策略

4.3数字化智能照明控制协议

4.3.1 DALI协议概述

4.3.2 DALI协议电气特性

4.3.3 DALI协议的数据通信

4.3.4 DALI协议的应用场合

4.4本章小结

第5章控制系统算法和系统仿真

5.1控制算法的选择

5.2基于模糊算法决策模型的建立

5.3可变电抗器的建模与仿真

5.3.1可变电抗器工作时的等效模型

5.3.2可变电抗器的等效模型仿真

5.4放电灯等效模型的建模与仿真

5.5智能路灯节能控制系统的建模与仿真

5.6本章小结

第6章系统调试与分析

6.1智能路灯节能控制系统调试

6.2智能路灯节能装置节能效果测评

第7章总结与展望

7.1全文总结

7.2工作展望

参考文献

作者在攻读硕士论文期间发表的论文

致 谢

附 录