基于PID闭环反馈的隧道照明节能控制系统设计

发布时间：2019-05-28 02:45

【摘要】：随着我国高速公路的快速发展,隧道已经成为高速公路中必不可少的一部分。然而,我国大多数高速公路的隧道照明无论在白天还是夜晚、无论有车无车通过、无论隧道内光照效果好坏,均处于24小时“长明”的照明状态,这样就造成了电能的巨大浪费。近年来新建的隧道中,也有少数隧道采用了一些控制方法,比如辽宁省的通丹高速中有几个隧道,就采用依据有车无车信息,调节隧道照明亮度,起到了节省一些电能的作用,但是其控制方法单一,节能幅度还不够大。因此,我们需要研究出新的隧道照明智慧控制系统来实现节能的目的。本课题来源于吉林省交通厅重大项目《基于环境感知的高速公路隧道及服务区照明节能与智慧控制技术研究应用》,其研究成果将应用到鹤大高速公路吉林省内路段的隧道节能控制系统中。吉林省鹤大高速公路现有18座待建隧道,均为分离式隧道。其中,特长隧道2座,长隧道12座,中隧道3座,短隧道1座。本文首先通过DIALux照明仿真软件模拟高速公路隧道场景,进行软件仿真,在满足我国现有高速公路隧道照明规范的前提下,确定出隧道中各段最佳的布灯方式和布灯间距；根据仿真结果与新规范的要求,给出在不同时间与环境条件下隧道中各个照明段落的设定亮度值。在隧道实际应用中,由于天气和环境的变化、个别灯具的损坏以及灯具光衰等因素的影响,会使实际亮度值很难近似等于设定亮度值,这就会对隧道中的行车安全造成威胁。本文研究出了一种基于PID闭环反馈的调光算法来解决实际亮度值达不到设定亮度值的问题。具体方法是由安装在隧道内的摄像机和照度计组成的照度测量系统实时检测路面的实际亮度值,根据该系统检测的实际亮度值与以隧道照明规范为基础计算的设定亮度值的差值,采用PID闭环反馈调光算法,使该差值快速减小,直到近似等于设定值为止。本文中采用的PID闭环反馈调光算法是在Visual Studio 2008的开发平台下,采用C/C++编程语言进行软件实现。在算法设计与软件实现完成后,为了验证该算法的有效性和可靠性,在实验室进行了实验,实验结果显示该PID闭环反馈调光算法达到了智慧控制的效果。
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【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U453.7;TP273

【参考文献】