Điều Khiển Chiếu Sáng Bằng Fuzzy Logic Trong Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA CHỦ NHIỆM NGÀNH

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

1.3. Đối tượng nghiên cứu và giới hạn nghiên cứu

1.4. Phương pháp nghiên cứu

1.5. Các bước tiến hành

1.6. Điểm mới của luận văn

1.7. Giá trị thực tiễn của luận văn

1.8. Nội dung thực hiện

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo

2.1.1. Chiếu sáng tự nhiên

2.1.2. Hệ số chiếu sáng tự nhiên

2.1.3. Độ rọi tổng hợp trong phòng

2.1.4. Chiếu sáng nhân tạo

2.1.4.1. Các giải pháp điều khiển chiếu sáng

2.1.4.2. Phương pháp quang thông

2.1.4.3. Phương pháp điểm

2.1.4.4. Cơ hội tiết kiệm năng lượng từ giải pháp kết hợp chiếu sáng tự nhiên với chiếu sáng nhân tạo

2.1.4.5. Xây dựng hàm độ rọi trong phòng có kể đến ánh sáng tự nhiên

2.1.4.6. Cơ sở tính toán độ rọi của ánh sáng nhân tạo trong phòng và ánh sáng tự nhiên

2.2. Xác định vùng chiếu sáng tối ưu và nguyên lý điều khiển

2.3. Fuzzy Logic trong điều khiển chiếu sáng

3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG BẰNG FUZZY LOGIC

3.1. Tổng quan ứng dụng Fuzzy Logic trong điều khiển chiếu sáng

3.2. Xây dựng giải thuật Fuzzy Logic điều khiển chiếu sáng

3.2.1. Mô hình đối tượng điều khiển

3.2.2. Xác định vùng chiếu sáng tối ưu và phân chia vùng điều khiển

3.2.3. Xây dựng thuật toán cho mô hình 3 vùng điều khiển

3.2.4. Xây dựng thuật toán cho mô hình 4 vùng điều khiển

3.2.5. Lưu đồ điều khiển của Fuzzy Logic

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN FUZZY LOGIC TRONG MATLAB

4.1. Mô hình mô phỏng trong Matlab

4.2. Kết quả mô phỏng Matlab

4.2.1. Mô hình 3 phân vùng chiếu sáng

4.2.2. Mô hình 4 phân vùng chiếu sáng

4.2.3. So sánh kết quả trong 2 kịch bản điều khiển

4.2.4. So sánh và kiểm chứng bằng phần mềm thiết kế chiếu sáng Dialux

4.2.4.1. Mô hình 3 phân vùng chiếu sáng

4.2.4.2. Mô hình 4 phân vùng chiếu sáng

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan

Đề tài "Điều Khiển Chiếu Sáng Bằng Fuzzy Logic" được thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong hệ thống chiếu sáng tại các công trình. Việc sử dụng năng lượng hiệu quả không chỉ là một yêu cầu cấp thiết mà còn là một giải pháp bền vững cho tương lai. Điều khiển chiếu sáng bằng fuzzy logic cho phép tối ưu hóa việc sử dụng ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo, từ đó giảm thiểu lãng phí năng lượng. Đề tài này không chỉ tập trung vào việc phát triển các thuật toán điều khiển mà còn nghiên cứu các kịch bản chiếu sáng khác nhau để đưa ra giải pháp tối ưu cho từng vùng chiếu sáng.

1.1 Tính Cấp Thiết Của Đề Tài

Trong bối cảnh hiện nay, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng cao, đặc biệt là trong lĩnh vực chiếu sáng. Hệ thống chiếu sáng thường tiêu tốn một phần lớn năng lượng điện, do đó việc tiết kiệm năng lượng trong chiếu sáng là một trong những giải pháp quan trọng. Đề tài này nhằm mục đích phát triển một hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh, giúp giảm thiểu tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo độ sáng cần thiết cho các không gian làm việc.

1.2 Mục Tiêu Và Nhiệm Vụ Nghiên Cứu

Mục tiêu chính của đề tài là đề xuất các chiến lược điều khiển hệ thống chiếu sáng nhân tạo dựa trên fuzzy logic. Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm việc chứng minh khả năng tiết kiệm năng lượng từ việc kết hợp chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo, xây dựng thuật toán điều khiển và mô phỏng kết quả trong môi trường Matlab. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mà còn tạo ra một mô hình điều khiển có thể áp dụng rộng rãi trong thực tiễn.

II. Cơ Sở Lý Thuyết

Chương này trình bày tổng quan về chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo, cùng với các phương pháp điều khiển chiếu sáng hiện có. Chiếu sáng tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tiêu thụ điện năng. Việc áp dụng fuzzy logic trong điều khiển chiếu sáng cho phép xây dựng các mô hình điều khiển linh hoạt, giúp tối ưu hóa mức độ chiếu sáng trong các không gian khác nhau. Các giải pháp điều khiển này không chỉ dựa vào các thông số kỹ thuật mà còn xem xét đến các yếu tố môi trường như vị trí địa lý và thời tiết.

2.1 Tổng Quan Về Chiếu Sáng

Chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo có những đặc điểm riêng biệt. Chiếu sáng tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và vị trí địa lý, trong khi chiếu sáng nhân tạo có thể được điều chỉnh linh hoạt. Việc kết hợp hai loại chiếu sáng này là cần thiết để đạt được hiệu quả tối ưu trong việc sử dụng năng lượng. Đề tài này sẽ nghiên cứu cách thức điều khiển chiếu sáng nhân tạo dựa trên mức độ ánh sáng tự nhiên có sẵn.

2.2 Fuzzy Logic Trong Điều Khiển Chiếu Sáng

Fuzzy logic là một công cụ mạnh mẽ trong việc điều khiển các hệ thống phức tạp. Trong lĩnh vực chiếu sáng, nó cho phép xây dựng các thuật toán điều khiển dựa trên các quy tắc mờ, giúp tối ưu hóa mức độ chiếu sáng trong các không gian khác nhau. Việc áp dụng fuzzy logic không chỉ giúp cải thiện hiệu suất năng lượng mà còn tạo ra một hệ thống điều khiển thông minh, có khả năng tự động hóa và thích ứng với các điều kiện thay đổi.

III. Kết Quả Mô Phỏng

Chương này trình bày kết quả mô phỏng cho các mô hình điều khiển chiếu sáng khác nhau. Việc sử dụng phần mềm Matlab cho phép phân tích và đánh giá hiệu quả của các thuật toán điều khiển được xây dựng. Kết quả cho thấy rằng việc áp dụng fuzzy logic trong điều khiển chiếu sáng có thể giảm thiểu đáng kể tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo độ sáng cần thiết cho các không gian làm việc. Các mô hình mô phỏng cũng cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các kịch bản điều khiển khác nhau.

3.1 Mô Hình 3 Phân Vùng Chiếu Sáng

Mô hình 3 phân vùng chiếu sáng cho phép điều khiển linh hoạt hơn trong việc sử dụng ánh sáng tự nhiên và nhân tạo. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc áp dụng mô hình này giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn so với các phương pháp điều khiển truyền thống. Các thông số đầu vào và đầu ra được tối ưu hóa, cho phép hệ thống hoạt động một cách hiệu quả nhất.

3.2 Mô Hình 4 Phân Vùng Chiếu Sáng

Mô hình 4 phân vùng chiếu sáng cung cấp một cái nhìn sâu sắc hơn về cách thức điều khiển ánh sáng trong các không gian khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng mô hình này không chỉ cải thiện hiệu suất năng lượng mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng trong các không gian làm việc. Việc so sánh giữa các mô hình cho thấy rõ ràng lợi ích của việc áp dụng fuzzy logic trong điều khiển chiếu sáng.

IV. Kết Luận Và Kiến Nghị

Đề tài "Điều Khiển Chiếu Sáng Bằng Fuzzy Logic" đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả của việc áp dụng fuzzy logic trong điều khiển chiếu sáng. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc kết hợp giữa ánh sáng tự nhiên và nhân tạo không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao chất lượng ánh sáng trong các không gian làm việc. Đề tài cũng đưa ra một số kiến nghị cho việc áp dụng các giải pháp điều khiển này trong thực tiễn, nhằm tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong các công trình.

4.1 Đề Xuất Giải Pháp

Đề xuất các giải pháp điều khiển chiếu sáng thông minh dựa trên nền tảng fuzzy logic. Các giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao trải nghiệm người dùng trong các không gian làm việc. Việc áp dụng các công nghệ mới trong điều khiển chiếu sáng sẽ là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển các công trình xanh và bền vững.

4.2 Hướng Phát Triển Tương Lai

Nghiên cứu có thể mở rộng ra các lĩnh vực khác như điều khiển nhiệt độ, độ ẩm trong các công trình. Việc tích hợp các hệ thống điều khiển thông minh sẽ tạo ra một môi trường sống và làm việc tốt hơn cho con người. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các thuật toán điều khiển phức tạp hơn, nhằm tối ưu hóa hơn nữa việc sử dụng năng lượng trong các công trình.

Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE Về Điều Khiển Chiếu Sáng Bằng Fuzzy Logic