一种电气间模块灯具位置优化方法技术

技术编号:14803485 阅读:112 留言:0更新日期:2017-03-14 23:31
本发明专利技术公开了一种电气间模块照明系统的灯具位置优化方法,步骤为:一、求所需的灯具数量;二、将灯具均布在电气间模块内,然后在每个灯具周围选取n个测量点,并计算出每个测量点处的照度值;三、计算出所有测量点的照度平均值,然后将点的照度平均值与设计照度进行对比;四、若点的照度平均值<设计照度,则增加一个灯具,重复上述步骤,然后再判断点的照度平均值-设计照度是否大于ε1,大于则停止照度优化;小于则进行步骤五;五、设定照度均匀度误差为ε2,比较测量点的照度值与点的照度平均值大小,若测量点的照度值<点的照度平均值,则移动测量点直到点的照度值与点的照度平均值的差值在ε2的范围内。本方法提高了灯具的照明质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种灯具位置优化方法,尤其涉及海洋油气照明系统的灯具位置优化方法。
技术介绍
近年来随着海洋油气装备的发展,照明系统的设计中占据了非常重要的地位,合理的布置灯具位置,可有效的提高照明质量,减小灯具的数量,降低生产成本,提高企业利润率。而现阶段在照明系统设计过程中,设计人员在设计软件中根据自身的设计经验将灯具的位置进行简单的布局,求出照度值手动调整灯具数量及灯具位置。因采用人工调整的方法效率较低,且不能保证在有效的时间内求解出最佳的灯具数量和灯具的位置,给企业造成人力、物力、财力的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有的技术缺陷,提供一种更加安全便捷、可靠、高效的电气间模块照明系统的灯具位置优化方法。为了达到上述目的,本专利技术采用的技术方案为:本专利技术的一种电气间模块照明系统的灯具位置优化方法,它包括以下步骤:步骤一、根据设计要求,确定灯具的型号及照度要求,根据公式求得所需的灯具数量,式中Nmin—所需灯具数量的最小值,F.C-设计照度值,A-房间面积,Cu.-空间利用系数,M-维护系数,取0.7~0.8,lm-灯具的光通量;步骤二、按照步骤一所求得的灯具数量将均布在电气间模块内,然后在每个灯具周围选取n个测量点,并计算出每个测量点处的照度值,计算公式如下:E=1D2+S2]]>I=ΩA]]>A=4(arctgtgβtgα+arctgtgαtgβ-arcsin(cosαsinarctgtgβtgα)-arcsin(cosβsinarctgtgαtgβ))]]>式中:E为选定测量点的照度值,D为灯具的安装高度,S为测量点距灯具安装点的距离,Ω为灯具的光通量,A为发光角所夹的曲面面积,α与β为灯具的发光角,发光角是光强曲线上最大光强的1/2与法向光强的夹角;步骤三、根据所有测量点照度值计算出所有测量点的照度平均值,然后将点的照度平均值与设计照度进行对比;步骤四、若点的照度平均值<设计照度,则增加一个灯具,重复所述的步骤二和步骤三,直到点的照度平均值>设计照度,然后再判断点的照度平均值-设计照度是否大于ε1,如果点的照度平均值-设计照度>ε1,则表明灯具的照度要求满足设计要求,停止照度优化;如果点的照度平均值-设计照度<ε1,则需进行步骤五;步骤五、设定照度均匀度误差为ε2,所述的ε2=|测量点的照度值-点的照度平均值|,比较测量点的照度值与点的照度平均值大小,若测量点的照度值<点的照度平均值,则将灯具的布置位置向测量点处移动一个距离Δs,使得测量点的照度值增加一个Δ值;若测量点的照度值>点的照度平均值,则灯具的布置位置向远离测量点处移动一个距离Δs使得测量点的照度值减小一个Δ值,计算移动后测量点的照度值并计算移动后测量点的照度均匀度误差,直到点的照度值与点的照度平均值的差值在ε2的范围内,停止优化,Δ=ε2/n,Δs=测量点与灯具间的距离/n,n为在步骤二中该移动的灯具周围选取的测量点的数量。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:本专利技术通过使用电气间模块灯具位置优化平台完成电气间模块的灯具位置优化问题,取代原有人工手动优化的方式。通过本专利技术一种电气间模块灯具位置优化方法的应用,不仅提高了电气间模块照明系统灯具的照明质量,而且提高了设计者的工作效率,降低的电气间模块照明系统的设计费用,为公司节省了大量人力,提高公司的效益。附图说明图1是本专利技术一种电气间模块灯具位置优化方法流程图;图2是本专利技术一种电气间模块灯具位置优化方法中涉及球坐标示意图;图3是本专利技术一种电气间模块灯具位置优化方法中涉及的xoy平面内弧度、夹角示意图;图4是灯具发光角示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的一种电气间模块照明系统的灯具位置优化方法,它包括以下步骤:步骤一、根据设计要求,确定灯具的型号及照度要求,根据公式求得所需的灯具数量,式中Nmin—所需灯具数量的最小值,F.C-设计照度值,A-房间面积,Cu.-空间利用系数(可在中国电力出版社2006年出版的《照明设计手册(第二版)》中查找),M-维护系数,一般取0.7~0.8,lm-灯具的光通量。步骤二、按照步骤一所求得的灯具数量将灯具均布在电气间模块内,然后在每个灯具周围选取n个测量点,并计算出每个测量点处的照度值E,包括以下步骤:(a)计算灯具发光角所夹的曲面面积A;设灯具的发光点为原点O,建立如图2所示的球坐标系,点P为位于球坐标系上的任一测量点,测量点P的坐标为P(x,y,z),由曲面面积公式(1)求得:A=∫∫D1+(∂z∂x)2+(∂z∂y)2dxdy---(1)]]>其中:A-发光角所夹的曲面面积,为变量z对变量x的偏导数,为变量z对变量y的偏导数;x、y、z为测量点P的位置变量。球体的上半球球面方程见式(2):1+(∂z∂x)2+(∂z∂y)2=11-x2-y2---(2)]]>代入公式(1)得:A=∫∫Ddxdy1-x2-y2---(3)]]>将球坐标系中的测量点P,弧长R1,弧长R2投影到垂直于Z轴的xoy平面上,分别为P,、r1及r2,弧长R1为从测量点P到P1的弧线长度,弧长R2为从测量点P到P2的弧线长度,P1、P2为发光角α、β与球坐标系的xoz平面、yoz平面的交点,如图3所示,则xoy平面上经过弧长r1,r2的两条椭圆曲线为n1、n2,n1、n2的公式由公式(4),公式(5)表示为:x2sinα2+y2=1---(4)]]>x2+y2sinβ2=1---(5)]]>其中:α与β为灯具的发光角如图4所示。图中o为灯具的发光点,发光角是光强曲线上最大光强的1/2Imax与法向光强的夹角。由公式(4)和公式(5)知两条椭圆曲线n1和n2在xy平面内所构成的交点P,的坐标及夹角为:(sinαcosβ1-sin2αsin2β,sinβcosα1-sin2αsin2β)---(6)]]>其中,为交点P,和坐标原点O的连线与x轴的夹角,为交点P,和坐标原点O的连线与y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气间模块照明系统的灯具位置优化方法,它包括以下步骤:步骤一、根据设计要求,确定灯具的型号及照度要求,根据公式求得所需的灯具数量,式中Nmin—所需灯具数量的最小值,F.C‑设计照度值,A‑房间面积,Cu.‑空间利用系数,M‑维护系数,取0.7~0.8,lm‑灯具的光通量;步骤二、按照步骤一所求得的灯具数量将灯具均布在电气间模块内,然后在每个灯具周围选取n个测量点,并计算出每个测量点处的照度值,计算公式如下:E=ID2+S2]]>I=ΩA]]>A=4(arctgtgβtgα+arctgtgαtgβ-arcsin(cosαsinarctgtgβtgα)-arcsin(cosβsinarctgtgαtgβ))]]>式中:E为选定测量点的照度值,D为灯具的安装高度,S为测量点距灯具安装点的距离,Ω为灯具的光通量,A为发光角所夹的曲面面积,α与β为灯具的发光角,发光角是光强曲线上最大光强的1/2与法向光强的夹角;步骤三、根据所有测量点照度值计算出所有测量点的照度平均值,然后将点的照度平均值与设计照度进行对比;步骤四、若点的照度平均值<设计照度,则增加一个灯具,重复所述的步骤二和步骤三,直到点的照度平均值>设计照度,然后再判断点的照度平均值‑设计照度是否大于ε1,如果点的照度平均值‑设计照度>ε1,则表明灯具的照度要求满足设计要求,停止照度优化;如果点的照度平均值‑设计照度<ε1,则需进行步骤五;步骤五、设定照度均匀度误差为ε2,所述的ε2=|测量点的照度值‑点的照度平均值|,比较测量点的照度值与点的照度平均值大小,若测量点的照度值<点的照度平均值,则将灯具的布置位置向测量点处移动一个距离Δs,使得测量点的照度值增加一个Δ值;若测量点的照度值>点的照度平均值,则灯具的布置位置向远离测量点处移动一个距离Δs使得测量点的照度值减小一个Δ值,计算移动后测量点的照度值并计算移动后测量点的照度均匀度误差,直到点的照度值与点的照度平均值的差值在ε2的范围内,停止优化,Δ=ε2/n,Δs=测量点与灯具间的距离/n,n为在步骤二中该移动的灯具周围选取的测量点的数量。...

【技术特征摘要】
1.一种电气间模块照明系统的灯具位置优化方法,它包括以下步骤:
步骤一、根据设计要求,确定灯具的型号及照度要求,根据公式求
得所需的灯具数量,式中Nmin—所需灯具数量的最小值,F.C-设计照度值,A-房间面积,
Cu.-空间利用系数,M-维护系数,取0.7~0.8,lm-灯具的光通量;
步骤二、按照步骤一所求得的灯具数量将灯具均布在电气间模块内,然后在每个灯具
周围选取n个测量点,并计算出每个测量点处的照度值,计算公式如下:
E=ID2+S2]]>I=ΩA]]>A=4(arctgtgβtgα+arctgtgαtgβ-arcsin(cosαsinarctgtgβtgα)-arcsin(cosβsinarctgtgαtgβ))]]>式中:E为选定测量点的照度值,D为灯具的安装高度,S为测量点距灯具安装点的距
离,Ω为灯具的光通量,A为发光角所夹的曲面面积,α与β为灯具的发光角,发光角是
光强曲线上最大光强的1/2与法向光强的夹角;
步骤三、根据所有测量点照度值计...

【专利技术属性】
技术研发人员:代春阳潘志广孙舸王晓斌
申请(专利权)人:博迈科海洋工程股份有限公司
类型:发明
国别省市:天津;12

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