The invention discloses an intelligent control method and device for LED street lamp based on fireworks algorithm adaptive fuzzy PID. The controlled object is LED street lamp on Urban Road branch or sub-main road from evening to early morning. The adaptive fuzzy PID algorithm is adopted, and the initial parameters of the PID controller and membership function parameters of the fuzzy controller are optimized online by the fireworks algorithm. This control method combines the advantages of good robustness of fuzzy control and strong optimization ability of fireworks algorithm. The control method is more flexible and stable. It does not need to depend on experience to set key parameters. Through intelligent dimming of road illumination of Urban Road branch or sub-trunk, it solves the low degree of intelligence and energy wave existing in urban road lamp lighting system. At the same time, it can effectively reduce the energy consumption of urban road lighting, improve the service life of street lamps, and realize the automation, intellectualization and networking of urban road lighting management.
【技术实现步骤摘要】
基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法及装置
本专利技术涉及智能路灯,尤其涉及一种基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法及装置。
技术介绍
智慧城市建设既是现代信息技术发展的需要,也是实现城市可持续发展的需要。实施城市道路智慧照明是智慧城市建设的重要组成部分。智慧照明又叫智慧公共照明管理平台、智能路灯或智慧路灯,是通过应用先进、高效、可靠的电力线载波或无线通信技术等,对路灯进行远程集中控制与管理,具有根据路面的车辆实时信息和照度实时信息实现路灯亮度自动调节、远程照明控制和故障主动报警等功能。城市道路路灯照明系统是与人们生活息息相关的重要公共基础设施,随着城市化进程的加快,照明设施的需求量和建设规模日益增大。现有城市道路路灯照明系统普遍存在智能化程度低、能源浪费大和管理维护成本高等问题。
技术实现思路
基于上述问题,本专利技术基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法及装置,对象为傍晚至清晨期间城市道路支路(或次干路)上的LED路灯,通过实时智能调整LED路灯的输出功率,采用自适应模糊PID算法,并用烟花算法在线优化PID控制器的初始参数(Kp、Ki、和Kd)和模糊控制器的隶属度函数参数。本专利技术可有效降低城市道路照明能耗、提高路灯使用寿命,实现城市道路照明管理的自动化、智能化与网络化。实现LED路灯控制具体要求为:1)傍晚环境照度小于201x时,启动照明系统;2)清晨光照大于201x时,路灯自动关闭;3)天黑时,无车通行情况下维持照度10lx,有车通行情况下维持照度20lx。所采用的技术方案是:基于烟花算法-自适应 ...
【技术保护点】
1.基于烟花算法‑自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法,其特征在于:根据路面的车辆实时信息和路面照度实时信息,采用模糊PID控制方式,并用烟花算法在线优化控制系统关键参数,动态调节LED路灯的输出功率;模糊PID控制系统包括模糊控制器和PID控制器;采用烟花算法在线优化PID控制器的初始参数和模糊控制器的隶属度函数参数;根据路面车辆实时信息和路面照度实时信息,分析计算当前的路面期望照度值Er(t),路面期望照度值Er(t)与路面照度实际值Eout(t)构成误差e(t);即e(t)=Er(t)‑Eout(t);模糊控制器的输入量为误差e(t)和误差变化率ec(t),经模糊化、模糊推理和解模糊化后得出输出量为ΔKp、ΔKi和ΔKd,用于对PID控制器的三个参数Kp、Ki、和Kd进行自适应整定;其中,误差变化率ec(t),ec(t)=de(t)/dt;PID控制器的输入量为误差e(t),输出量u(t)转换成PWM占空比信号后作为LED路灯调光电路的输入;利用烟花算法在线优化PID控制器参数Kp、Ki和Kd的初始值以及模糊控制器的隶属度函数参数:采用定义的目标函数f(t)计算适应值F,作为 ...
【技术特征摘要】
1.基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法,其特征在于:根据路面的车辆实时信息和路面照度实时信息,采用模糊PID控制方式,并用烟花算法在线优化控制系统关键参数,动态调节LED路灯的输出功率;模糊PID控制系统包括模糊控制器和PID控制器;采用烟花算法在线优化PID控制器的初始参数和模糊控制器的隶属度函数参数;根据路面车辆实时信息和路面照度实时信息,分析计算当前的路面期望照度值Er(t),路面期望照度值Er(t)与路面照度实际值Eout(t)构成误差e(t);即e(t)=Er(t)-Eout(t);模糊控制器的输入量为误差e(t)和误差变化率ec(t),经模糊化、模糊推理和解模糊化后得出输出量为ΔKp、ΔKi和ΔKd,用于对PID控制器的三个参数Kp、Ki、和Kd进行自适应整定;其中,误差变化率ec(t),ec(t)=de(t)/dt;PID控制器的输入量为误差e(t),输出量u(t)转换成PWM占空比信号后作为LED路灯调光电路的输入;利用烟花算法在线优化PID控制器参数Kp、Ki和Kd的初始值以及模糊控制器的隶属度函数参数:采用定义的目标函数f(t)计算适应值F,作为判断烟花算法当前输出参数好坏的唯一标准;按照烟花算法的优化机理不断调整被优化的参数值,经过优化后得出一组最优PID控制器的三个参数Kp、Ki和Kd初始值和模糊控制器的隶属度函数参数值,使优化后的目标函数f(t)的适应值F最小,实现动态调节LED路灯的输出功率;其中:2.根据权利要求1所述的基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法,其特征在于所述的路面车辆实时信息,通过车辆信息实时检测模块和车辆信息检测电路实现道路车辆信息的实时采集。3.根据权利要求1所述的基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法,其特征在于所述的路面照度实时信息,通过照度传感器和照度检测电路,实现路面照度信息的实时采集。4.根据权利要求2所述的基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法,其特征在于所述的车辆信息实时检测模块为多普勒传感器模块HB100。5.根据权利要求1所述的基于烟花算法-自适应模糊PID的LED路灯智能控制方法,其特征在于所述的模糊控制器,采用二输入三输出的形式,即以误差e(t)和误差变化率ec(t)作为输入,以P...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈如清,万勇,赵雅婕,岑明彪,
申请(专利权)人:嘉兴学院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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