基于LED光衰补偿的节能型路灯控制系统研究

摘要

路灯是重要的市政道路照明设备之一，能够保障城市道路通行畅通，提高通行和运输效率，对提升都市生活档次和环境氛围等领域都起着至关重要的作用。但是路灯在给人们提供便捷与高效的同时也在大量的消耗着电能。由于规模效应对于路灯这么庞大的用电设备来说即使是一个小单元的改进也可以带来很大的好处，对路灯照明有效监控和管理可以带来显著的节能效果，传统的路灯控制设计，并没有针对光源特性进行节能控制研究，在光源控制环节上造成了不必要的电能消耗和浪费。结合当前节能光源和信息网络的发展趋势，研究路灯光源控制环节上的节能显的势在必行。
　　首先，对LED特性机理进行分析研究，针对LED的光学特性、电学特性、热学特性及这些特性的参数进行分析和介绍，从而研究LED光衰失效模型，较详细的分析了各种光衰失效模式对LED作用的情况，通过理论研究找出影响LED光衰因素如温度、湿度、电压、电流等，通过人工神经网络ANN的方法来建立数学建模，详细解读了LED光衰失效模型。
　　其次，根据对LED特性机理和失效模型，筛选出适合本课题研究的对象控制模型，并在此基础上做出相应的扩展和改变，以光衰静态补偿控制模式为基础，引出光衰动态补偿控制模式。分别对这两种控制模式进行了控制方法描述、控制过程设计和控制特点总结。证明了光衰静态补偿和光衰动态补偿是缺一不可又相互补充的关系。
　　最后，根据对光衰静态补偿和光衰动态补偿的控制策略，设计出一套能对LED光衰补偿的路灯控制系统，完成了LED电源驱动器、调光控制电路、光衰补偿控制模块的设计，引入了ZigBee无线组网控制技术的协议、联网等核心技术，将无线控制功能嵌入路灯节能系统，实现了对路灯节能系统的无线控制。
　　为了实现LED节能的需求，对LED光衰特性进行了研究，采用了光衰动态补偿和静态补偿的方法，取得了根据光源特性设计节能控制系统的成果，证明了光衰补偿动态控制系统节能效果显著的结论。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 主要研究内容及论文结构安排

第2章 LED光衰特性分析及建模

2.1 引言

2.2 LED特性解析

2.3 LED光衰特性分析

2.4 LED光衰失效模型

2.5 本章小结

第3章 静态和动态光衰补偿控制方法研究

3.1 引言

3.2 系统控制需求

3.3 光衰静态补偿控制方法

3.4 光衰动态补偿控制方法

3.5 动态补偿和静态补偿的比较

3.6 本章小结

第4章 节能型路灯控制系统的设计

4.1 引言

4.2 节能控制系统结构体系

4.3 基于动态补偿的节能型LED路灯照明控制系统

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

声明

致谢

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