ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ предметной области 6
1.1 Обзор методов управления освещением 6
1.2 Сравнительный анализ систем автоматизированного проектирования
освещения 10
1.3 Сравнительный анализ методов искусственного интеллекта
применительно к задачам расстановки и управления светотехническим оборудованием 15
1.4 Цель и задачи магистерской диссертации 19
2 Разработка интеллектуальной системы управления освещением на этапах
проектирования и эксплуатации на основе методов нечеткой логики и продукционной модели 21
2.1 Структура разрабатываемой интеллектуальной системы управления
освещением 21
2.2 Структура и функции блока этапа проектирования в разрабатываемой
системе проектирования освещением 25
2.3 Структура и функции блока этапа управления в разрабатываемой системе
управления освещением 28
2.4 Структура и функции блока интеллектуальной надстройки в
разрабатываемой системе управления освещением 31
3 Описание математического аппарата 36
3.1 Определение систем ограничений в соответствии с государственными
стандартами 36
3.2 Разработка продукционных правил в соответствии с государственными
стандартами 39
3.2.1 Правила продукции определения нормативной освещенности 39
3.2.2 Правила продукции определения коэффициента запаса 47
3.2.3 Правила продукции для определения коэффициента использования
осветительной установки 52
3.2.4 Правила продукции расстановки ламп в рабочей зоне 61
3.2.5 Правила продукции определения нормы освещенности промежуточных зон 63
3.2.6 Правила продукции расстановки ламп в нерабочей зоне 64
4 Реализация 65
4.1 Разработка алгоритмов для решения задачи проектирования системы
освещения 65
4.2 Разработка алгоритмов для решения задачи управления освещением 78
4.3 Разработка пользовательского интерфейса 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Повышение уровня автоматизации электроэнергетических систем и внедрение интеллектуальных систем управления энергоемкими объектами является одной из актуальных задач современных наукоемких промышленных технологий. Такие системы наряду с выполнением в автоматическом режиме заданных функций, могут обеспечивать экономию электроэнергии, что для многих предприятий является определяющим в принятии решения об автоматизации.
Методы автоматизации и управления хорошо зарекомендовали себя в области освещения. Современные системы электроснабжения осветительных установок - это энергоемкие автоматизированные электроэнергетические системы, правильное построение которых в значительной мере определяет эффективность труда и комфорт современной жизни. В отличие от классических систем освещения интеллектуальные системы освещения позволяют добиться снижения потребления электроэнергии за счет адаптивности системы при изменении внешних условий: присутствия людей, погодных факторов, времени суток, времени года.
При проектировании АСУО важно учитывать множество факторов: нормативные документы, ограничения, связанные с площадями расположения, расходованием энергетических ресурсов на обеспечение работы систем освещения, затрат на закупку, установку и текущую эксплуатацию осветительного оборудования и др. В зависимости от размеров и других особенностей сетей освещения возможны различные подходы к управлению системой электроснабжения осветительных установок. Все эти факторы позволяют утверждать, что системы управления освещением - это сложные, многогранные системы, требующие участие экспертов.
Задача принятия решения о времени включения или отключения освещения и выборе режима работы осветительных установок актуальна и до конца не изучена. Таким образом, новые, эффективные в вычислительном отношении и достаточно простые методы и алгоритмы принятия решения при формировании управляющих воздействий будут востребованы в современных системах электроснабжения осветительных установок
Проведенное в ходе выполнения магистерской диссертации улучшение системы освещения было комплексным: были реализованы оптимизация расстановки осветительного оборудования на этапе проектирования системы освещения и интеллектуальное управление мощностью включения ламп, при эксплуатации системы.
Разработанная система управления освещением на этапе проектирования реализована с использованием элементов продукционной модели, а на этапе эксплуатации - нечеткой логики это позволило достичь поставленной цели.
В ходе работы были решены следующие задачи:
- Разработана общая структура системы проектирования и управления освещением;
- Определены структура и функции, выполняемые продукционной моделью, на этапе проектирования освещения;
- Определены структура и функции, выполняемые нечеткой логикой, на этапе управления освещением;
- Разработаны правила и системы ограничений для работы системы;
- Разработаны алгоритмы для решения задачи проектирования системы освещения;
- Разработаны алгоритмы для решения задачи управления освещением;
- Разработан пользовательский интерфейс системы управления освещением.
Разработанная система помогает определить нормативную освещенность для выбранных участков, рассчитать необходимое количество ламп, дать рекомендации по их установке, а также производит управление, на основе нечеткой логики, обеспечивающее оптимальную освещенность при минимальных затратах электроэнергии.
На данном этапе недостатком разработанной системы является отсутствие реализации выбора рабочих зон. Таким образом, предложенная система нуждается в последующей модернизации.
Дальнейшим развитием интеллектуальной системы управления освещением на этапах проектирования и эксплуатации является добавление графической составляющей, с разбитием плоскости помещения на рабочие и нерабочие зоны, автоматическим определением рабочих зон и расстановкой светильников на плане.
