公路隧道太阳光直接增强照明系统的设计

为了利用绿色能源有效解决公路隧道进出口区段的黑洞效应和白洞效应,在阳光输送机研究的基础上,研制一种利用平行太阳光直接实现公路隧道进出口区段增强照明功能的新系统。该系统通过光路变换和反射等措施实现了在无光纤等传输介质条件下高效率、远距离的太阳光输送功能,利用太阳光本身时有时无的性能缺陷改善了隧道增强照明系统亮度自适应隧道外光强的技术要求,针对受光体位置固定不变的系统专门设计了极轴式自动跟踪系统,保证了对太阳光的实时跟踪。实验结果证明,该增强照明系统不但无须光导纤维或者导光管,而且使得传输效率提高40%左右,为隧道等白天也需要增强照明的地下工程直接利用太阳能开辟了一条新路。     

白光照明LED灯温度特性的研究

分析了荧光粉转换型白光LED照明光源色坐标、显色指数、色温和发光效率与驱动电流和温度的关系。驱动电流的增加将引起蓝光波峰的长移，并随电流的增大而增大；但其对色坐标、色温和显色指并未引起较大的变化，而发光效率发生下降，主要原因为蓝光波峰的红移导致荧光粉与激发波长的不匹配，引起荧光粉发光效率的下降，这个现象在不同环境温度下的发光也得到证实，实验结果认为LED的驱动电流为20mA，温度低于50℃时具有较好的发光效率，而显色指数要通过增加红色成分来改善。     

基于LED照明灯光的可见光室内停车场定位导航系统

室内停车场是静态交通的一个重要组成部分,由于缺乏有效的室内定位技术,目前存在着泊车导航以及反向寻车困难的问题。提出一种基于LED照明灯光的可见光室内停车场定位导航系统,实现了面向车辆的停车位引导和面向行人的反向寻车导航,具有定位速度快、定位精度高和"照明定位两用"的优势。实验结果及现场测试表明:该系统定位精度可达到7.5 cm,可支持车辆或行人在时速达17 km/h下的实时定位导航。     

基于近场侧面均匀照明的LED投射器研究

在LED双面平板照明灯具中,为实现侧入式近场均匀照明,研究了一种LED柱面透镜阵列自由曲面投射器。根据非成像光学理论中的边缘光线原理,采用直接法和重叠法设计投射器的表面形状,利用反射旋转面和折射旋转面以及柱面透镜阵列将LED光源发出的朗伯光重新分配。建立侧面近场均匀照明的柱面透镜阵列自由曲面投射器模型,用TracePro软件对所设计的模型进行光线追迹仿真,结果表明,当不考虑反射损耗时投射器的出光效率达到96.03%,在投射器侧面的面板上面积为240mm×360mm的照度均匀度达到95.6%。     

LED照明系统的光照均匀性设计

随着大功率LED发射光强的不断提高,采用单粒LED为光源的照明系统已能满足许多场合的照明需求。根据非成像反射器的设计方法,研究了一种以单粒LED为光源的照明系统光照均匀性问题,提出了一种能实现目标平面特定区域内的照度值为常数的光反射器面形设计方法。该方法根据目标平面上的照度分布函数建立微分方程,通过求解微分方程得到反射器面形轮廓的函数,根据该函数建立照明系统的模型,用ASAP对该模型进行光线追迹,得到系统的光照均匀性,并进而确定适合数控加工的反射器面形数据。     

基于可调LED生物光的病虫害检测防治系统设计

针对传统农作物光照节能灯曲线变化大,光谱分布不均等缺点,提成设计开发基于微控制器的可调LED生物光组系统,从而实现农业生产领域的照明、病虫害检测防治等功能,利用害虫的趋光性应用特定LED光谱对害虫进行引诱,并通过光电传感器对病虫害分布密度进行监测,通过显示屏实时显示数值,且在特定波长的LED光波的照射下可以抑制害虫的繁殖;通过对小菜蛾的可调LED光照系统实验,验证了系统工作的稳定性,并分析研究了不同波长LED光波对小菜蛾的趋光性与繁殖率的影响。     

轨道交通车站空调水系统新型节能控制方法研究

面对轨道交通能耗逐年递增的现状,我国大力提倡轨道交通节能,并提出绿色轨道交通的概念;针对传统轨道交通空调系统所存在的冷水机组制冷量过剩、冷冻和冷却水流量无法自动调节等问题,设计一种新型节能控制系统,对车站冷负荷变化规律进行分析,对系统进行集中监控;利用变频技术和闭环控制系统,计算所需冷负荷,智能控制电机转速,自动调节冷水机组的制冷量与空调末端冷量,使冷却系统处于最节能的工作点;轨道交通空调水系统应用该节能系统后耗电量大幅度降低,从而节约大量能源。      

基于自由曲面透镜的三基色LED照明系统研究

基于三基色发光二极管(light emitting diode，LED)与方棒的投影照明系统具有色域宽、体积小的优点，但三基色LED和方棒配合使用时，存在投影亮度不高的问题。首先基于光学扩展量匹配原则选择了LED光源，然后设计了一组自由曲面的准直透镜和收集透镜。仿真结果表明:准直透镜出射光线集中在±7.5°内，方棒出射端±30°内的能量利用率为51.7%。实际加工并测试了设计的自由曲面准直透镜和收集透镜。测试结果表明:采用本文设计的没有镀减反增透膜的透镜组，投影机出射亮度比原使用镀了增透减反膜的透镜的系统高1.6%。预计设计的透镜镀减反增透膜后投影机出射亮度有望提升9.8%。     

基于流程的动车组制动系统试验方法

针对动车组制动系统试验自动化智能化的需求,提出了一种基于流程的动车组制动系统试验方法,将工艺流程编辑和调试运行分开,通过一个通用软件平台加载不同的调试工艺流程完成试验;该方法定义了一套指令信号描述规范,工艺人员按照规范以流程化的方式描述调试流程,在调试过程中采用通用软件平台依次执行调试步骤,驱动仪器完成相关动作;通过该方法固化了调试流程,提高了1倍的调试效率。     

基于Etendue和显色特性的内窥镜LED照明系统的设计

根据内窥镜的使用要求,以Etendue的分析为基础,提供了一种内窥镜光纤照明系统。采用多个白光LED (W-LED)作为光源,提高了光通量,并对W-LED缺陷波段进行补色,通过移动补色光中心波长位置和调节光强度,有效地提高了显色指数。采用环形光纤,改善了光场角分布和白光与青色光的混光。给出了理论分析与计算、光学系统的优化设计与仿真的结果。实验得到了远场175.421m的光能量和87.7的显色指数,完全可以满足内窥镜照明系统的使用要求。     

基于视觉功效法的公路照明光源性能分析

中间视觉条件下人眼光谱效率函数表现为一系列的曲线,其峰值波长和强度受光源光谱、背景亮度等多方面的影响,光源对照明视认性的影响无法通过单一的光学参量进行表征。试验以视认反应时间作为评价指标,应用视觉功效法测试了不同速度条件下,人眼在不同照明环境中的视认性能,所选择光源包括高压钠灯、无极荧光灯和三种色温的白光LED,光源色温范围1 958~5 537 K,背景亮度取值针对公路隧道基本段照明和一般室外道路照明,范围为1~5 cd·m-2,均在人眼中间视觉亮度范围内。统计试验结果显示：在相同速度、亮度条件下,高色温光源对应的视认反应时间小于低色温光源;相同亮度条件下高速视标对应的反应时间小于低速视标,但测试截止时刻,低速视标在观察者视场内的张角较高速视标更大。应用MOVE模型计算得到测试光源所形成不同发射光谱、不同背景亮度条件下的人眼中间视觉等效亮度,与明视觉亮度测试结果比较,中间视觉等效亮度对应的反应时间曲线标准差系数CV更小,显示中间视觉条件下不同光源等效亮度与明视觉亮度的差异是造成视认性差异的原因之一,由于白光LED光源的GaN芯片发射光谱峰值与中间视觉光谱效率函数的峰值波长较为接近,高色温白光LED的照明视认效果优于低色温白光LED和无极荧光灯,峰值位于Na+特征谱线附近的高压钠灯照明视认效果较差。     

基于BP神经网络的智能灯光控制系统的研究

智能灯光控制系统是智能家居控制系统的重要组成部分。在分析了目前智能灯光控制系统缺陷与不足的基础上,提出了BP神经网络在智能灯光控制系统的应用,将BP算法嵌入到智能灯光控制系统的数据处理模块,提高控制系统对于数据的处理能力。系统通过引入BP神经网络的自学习能力,改善了智能灯光控制系统智能化程度低的问题。通过实验分析,该系统能够提高智能灯光控制系统的智能性,给人们提供了一个舒适的居家灯光环境。同时,BP神经网络在智能灯光控制系统的应用,对于解决智能家居控制系统解决智能化程度低的问题也有一定的促进作用。     

长大公路隧道火灾热烟气流运动规律的研究

公路隧道在给人们带来便利交通的同时,也给火灾防治带来了许多新的问题。本文以秦岭某长大单洞单向公路隧道作为研究对象,采用CFD方法对长大公路隧道发生火灾时烟流性态的发展过程进行了三维数值模拟,隧道计算区域全长200 m,横截面面积65.37 m~2,总宽度10.5 m,总高度7.2 m,火源中心位于距隧道进口100 m处。文章针对公路隧道火灾在不同的通风工况下的浓度场和速度场分布规律展开研究,为科学地制定通风方案和防火救灾措旌提供了参考依据。     

一种微小型无人船控制系统设计及航向控制方法研究

无人船在保护海洋环境和开发海洋资源方面具有广泛的应用前景和市场价值。微小型无人船不仅可以用于海洋环境监测,也可以作为海上通信中继平台,在军事应用领域也有其潜在应用价值。本文设计了一种基于ARM的微小型无人船控制系统,同时进行了详细的控制系统硬件设计和软件设计,并通过水池实验结果验证了该控制系统的有效性和实用性。此外,针对无人船航行过程中存在风浪流混合干扰的问题,设计了一种自适应模糊PD航向控制算法,进行了相应的水池试验并与传统PD控制算法进行了对比分析。     

基于扩展DALI总线的智能照明系统设计

针对大型商业照明场合存在的如组网不便、照明效果单一,能源利用率底的问题,设计了一套基于扩展DALI总线的商业智能照明系统,以实现系统的大面积组网和集中控制,获得丰富的照明效果,实现系统的绿色环保运行。测试系统搭建完成后,实现了管理人员对系统的集中管理和远程监控;系统可按照工作日程表、时间表自动运行;具有分区、分组、单灯、场景等多种控制方式,控制灵活,能达到较好的照明效果和节能要求,可满足多种商业照明需求。     

复杂自动化控制系统故障诊断方法研究与改进

近年来,自动化在工业生产、航空航天等不同领域得到了广泛运用,自动化控制系统随之孕育而生;自动化发展不断推进,长期生产使用中,传统自动化控制系统故障诊断方法出现多数据环境下故障诊断率低、多因素分析算法跟进力不足等问题;针对问题出现原因根源,提出复杂自动化控制系统故障诊断方法改进设计;采用数据罩筛引擎(GEP),对复杂自动化控制系统数据进行收集、整理、分析、模型创建;通过运行单元动态判断模块(DNGF)与多因素基准库(VSFVR)配合,完成对传统复杂自动化控制系统复杂环境下故障诊断方法的改进;通过仿真实验证明,复杂自动化控制系统故障诊断方法的改进,各项测试参数优于传统方法。     

基于自适应模糊控制的节能装置研究

针对凹版印刷干燥设备,设计节能装置,该装置利用压缩机换热原理,对余热进行再循环利用。设计自适应模糊PID节能控制系统,完成对压缩机,调功器,变频器的实时控制。利用组态软件完成系统界面设计,人机交互简洁,操作方便。控制算法采用自适应模糊PID控制,依靠数据信息来调整模糊逻辑系统的参数,通过在线计算得到最佳控制器参数,抑制不确定性对系统的影响。将节能装置应用到凹版印刷机,实验数据显示,系统耗能减少,效率得到提高,达到节能目的,证明了节能系统的有效性,具有较强的应用价值。     

两种发电机励磁系统远程监测与控制方法研究

同步发电机励磁控制系统的监控是保证发电机良好运行的重要部分,远程监控技术能够有效的对发电机励磁控制系统进行监控,并为励磁控制系统维护人员提供方便.因此针对同步发电机励磁控制系统的典型监测和控制功能,给出了两种发电机励磁系统远程监控方法,首先基于AJAX技术,给出了一种基于web的励磁控制系统远程监测方法,所设计的监测系统能够在局域网或internet网络环境下,使用计算机或智能手机的浏览器进行励磁控制系统的监测,实际测试表明该方法是可行的.之后,为能实现励磁控制系统的远程实时控制,并解决internet网络环境下实时数据传输不稳定的情况,给出了一种基于TCP/IP和VPN技术的励磁控制系统远程监控方法,测试表明该方法能够实现励磁控制系统的实时监测和控制.     

低透过率下隧道照明亮度对能见度的影响

为了研究低透过率下隧道照明亮度对能见度的影响,为低透过率条件下隧道照明亮度的调节提供依据,分别以两种不同光谱特性的摄像机作为观测装置获得了透过率、照明亮度、目标/背景对比度三者之间的变化关系.实验结果表明:目标/背景对比度随照明亮度的增加而增加,两者呈非线性关系;透过率限定了目标/背景对比度所能达到的最大值;在一定的亮度范围内,提高亮度增加目标/背景对比度可以有效改善能见度.当照明亮度较高时,提高照明亮度对能见度影响不大;当照明亮度较低时,提高照明亮度对能见度提高的效果明显.因此,根据透过率按比例调节照明亮度能保证能见度和行车安全.     

基于数字与模拟采集同步测控技术的研究

当前数字化闭环控制航天伺服系统测试时采用一种基于1553B总线控制和A/D模拟采集的测控系统设备,当进行动态特性测试时,1553B与A/D间的启动延迟导致测试结果的精度不准确。为了消除数模混合控制系统下启动零点误差对伺服系统动态特性的影响,对启动零点误差来源进行了分析,在伺服系统1553B总线架构数字化闭环控制的基础上,采用基于PXI硬件平台的数字与模拟采集启动零点同步技术,解决了由于启动同步时间差导致伺服系统动态特性数据处理结果跳变的问题,大大提高了伺服测控系统的测试精度。