室內(nèi)照明自然采光的模糊控制
3. 2 模糊控制器結(jié)構(gòu)
我們采用模糊統(tǒng)計法及專家經(jīng)驗法進行隸屬函數(shù)的確定??刂埔?guī)則的建立和參數(shù)的賦值,是在對我們選取的標(biāo)準(zhǔn)采光室的室內(nèi)照度分布測量數(shù)據(jù)和復(fù)旦大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)等建筑院系照明研究經(jīng)驗基礎(chǔ)上完成的。
本控制器為二維模糊控制器: 輸入變量為誤差△E 和誤差的變化量為CE; 輸出變量為控制量μ。
對誤差△E,誤差變化量CE 及控制量μ 的模糊集定義如下:
誤差△E,誤差變化量CE 及控制量μ 的模糊集均為:
{ 負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中、正大}
用英文字頭縮寫為{NB,NM,NS,0,PS,PM,PB}。
以此建立模糊規(guī)則表如表1 所示。
表1 模糊規(guī)則控制表
注: 表格中列CE 由0 到PB 表示照度從小變大, 由0 到NB 變化表示照度從大變小。
表格中行△E 由0 到PB 表示照度按一定速度向照度增大的方向變化,由0 到NB 變化表示照度按一定的速度向照度減小的方向變化。
控制量μ 表示具體調(diào)節(jié)尺度( NB,NM,NS,0,PS,PM,PB)。
0 表示不調(diào)節(jié),系統(tǒng)處于空閑即監(jiān)視采樣狀態(tài)。
鑒于窗簾控制的精確度要求不需要過高,因此本文并未區(qū)分誤差變化中N0 ( 正零) 和P0 ( 負(fù)零) 的區(qū)別。
3. 3 模糊規(guī)則確定
對于誤差△E,誤差變化CE 和控制量μ 的論域定義如下:
誤差△E,誤差變化CE 的論域都為:
{ - 5, - 4, - 3, - 2, - 1,0,1,2,3,4,5}
μ 的論域為:
{0,1}
根據(jù)室內(nèi)照度分布研究結(jié)果,我們將室內(nèi)照度值離散化,以50lx 為梯度,劃分為11 檔{ - 300,- 200, - 150, - 100, - 50,0,50,100,150,200,300} ,并對應(yīng)簡化為E = { - 5, - 4, - 3,- 2, - 1,0,1,2,3,4,5}。當(dāng)值不屬于該*時,用四舍五入法將其歸入最接近的整數(shù),例如4.5 - > 5. 0,2. 7 - > 3. 0。這種粗略的模糊化方式是符合人腦對模糊信息的處理習(xí)慣的。
其中照度在- 50 到50 之間變化時對人對室內(nèi)照度變化的感受并不明顯,故屬于變化負(fù)小、正小。
照度變化為150 左右時,由于個體差異,部分人的經(jīng)驗認(rèn)為有影響,部分人認(rèn)為影響不明顯,但變化達(dá)到200 以上時大部分人都認(rèn)為影響是明顯的,故- 200, - 150, - 100 及100、150、200 為中等變化范疇,再根據(jù)經(jīng)驗判斷每個數(shù)值的隸屬度,也即其對室內(nèi)照度影響的具體程度大小,具體參見表2。
表2 模糊變量E 賦值表
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