6. Bố cục của luận án
3.10.4 Đánh giá hiệu năng và kết quả mô phỏng
Sau khi thực hiện một số phương pháp tiền xử lý, nghiên cứu sẽ trích chọn các giá trị cường độ ánh sáng đa hướng chuyển về thành một giá trị để đưa vào bộ điều khiển logic mờ. Sau đó nghiên cứu cũng thực hiện mô phỏng điều khiển cân bằng ánh sáng tương tự như điều khiển với một cảm biến tĩnh.
Trong hình 3.34 là giá trị cường độ ánh sáng trên các hướng sau khi đã điều chỉnh lại sử dụng giá trị phản hồi với phương pháp tiền xử lý bằng cách tìm cực đại. Đây là kết quả mô phỏng sau điều khiển bù cân bằng ánh sáng với bộ điều khiển logic mờ kết
83 hợp PID thay vì sử dụng đầu vào là cảm biến tĩnh đã lấy giá trị của cảm biến quay đưa qua khâu tiền xử lý để làm đầu vào.
Hình 3.34: Kết quả mô phỏng điều khiển sử dụng đầu vào với phương pháp tiền xử lý tìm giá trị cực đại
Với giá trị đặt ban đầu là 500 lux chúng ta có thể quan sát thấy giá trị cường độ ánh sáng trên các hướng đều nhỏ hơn hoặc bằng 500 lux đúng như yêu cầu của hệ thống điều khiển ổn định cân bằng tự động. Sai số của giá trị điều khiển là 2 lux có thể chấp nhận được.
Đồng thời trong quá trình mô phỏng điều khiển, nghiên cứu cũng tính toán được giá trị công suất tiêu thụ trên hệ thống chiếu sáng bù cường độ ánh sáng môi trường theo yêu cầu như trên. Hình 3.35 là đồ thị kết quả công suất bù tiêu thụ trên hệ thống chiếu sáng khi sử dụng các phương pháp tiền xử lý giá trị cảm biến quay đa hướng khác nhau.
84
Hình 3.35: Kết quả tính toán năng lượng tiêu thụ khi sử dụng các phương pháp tiền xử lý khác nhau và cảm biến tĩnh.
Từ đồ thị có thể thấy được đường màu xanh là giá trị công suất cung cấp cho đèn chiếu sáng để cân bằng cường độ ánh sáng với giá trị đặt là 500 lux với giá trị phản hồi cho bộ điều khiển Fuzzy là giá trị của cảm biến quay được trích chọn theo phương pháp tìm giá trị cực đại, tiếp theo là đường màu da cam là kết quả điều khiển khi sử dụng giá trị của cảm biến quay được trích chọn theo phương pháp trung bình theo ngưỡng để làm đầu vào điều khiển. Với giá trị đầu vào điều khiển là cảm biến tĩnh thì công suất điều khiển được biểu diễn bởi đường nét đứt màu tím còn đường màu đỏ là đầu ra công suất của bộ điều khiển sử dụng giá trị trung bình cộng các hướng đo.
Với dữ liệu trên đồ thị hình 3.35 ta tính được giá trị công suất tiêu thụ trung bình trong khoảng thời gian từ 16 giờ 45 phút đến 17 giờ 21 phút theo bộ dữ liệu ở trên và tổng hợp vào bảng 3.7. Qua bảng này có thể thấy được phương pháp trích chọn đầu vào theo miền tìm cực đại đem lại tỷ lệ tiết kiệm cao nhất so với các phương pháp khác. Bảng 3.7 cũng cho thấy phương pháp tiền xử lý lấy trung bình theo ngưỡng cho tỷ lệ tiết kiệm cao hơn phương pháp sử dụng cảm biến tĩnh với trường hợp cảm biến có vật cản. Trong quá tình ứng dụng thì tùy theo yêu cầu về điều khiển ánh sáng theo khu vực hay điều khiển cân bằng các nguồn sáng có thể chọn các phương pháp tiền xử lý khác nhau.
85
Bảng 3.7: So sánh tỷ lệ tiết kiệm của các phương pháp điều khiển so với điều khiển bằng cảm biến tĩnh
Phương pháp trích chọn đầu vào Công suất trung bình (W) Tỷ lệ tiết kiệm so với cảm biến tĩnh
Tìm cực đại 50,38 23,5%
Trung bình theo ngưỡng 55,42 15,8%
Trung bình 66,35 - 0,74%
Cảm biến tĩnh 65,87 0%
Nếu như chúng ta chỉ tập trung vào tiết kiệm tối đa năng lượng tiêu thụ trên hệ thống chiếu sáng và không cần cân bằng cường độ ánh sáng trong không gian phòng làm việc thì sẽ lựa chọn phương pháp tiền xử lý là tìm giá trị cực đại.
Còn nếu như vẫn muốn cải thiện về vấn đề tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn muốn cân bằng giữa các nguồn sáng trong không gian phòng làm việc thì có thể lựa chọn phương pháp thứ hai là lấy trung bình theo ngưỡng.