專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)字控制照明設(shè)備的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于設(shè)備的控制領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及照明設(shè)備的數(shù)字控制， 照明設(shè)備例如固態(tài)光源。
背景技術(shù)：
眾所周知，可以將比例-積分-微分(PID)控制系統(tǒng)的瞬時(shí)行為 分類(lèi)成一系列不同的種類(lèi)。根據(jù)通常稱(chēng)為PID參數(shù)的幅度，系統(tǒng)的輸 出可以用 一 系列不同的方式達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)，由控制器放大比例、 積分、微分信號(hào)中的每一個(gè)。例如，在按照期望的電平進(jìn)行調(diào)整之前， 利用某種程度的過(guò)沖能夠迅速達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)，在基本上沒(méi)有過(guò)沖 的情況下能夠緩慢地達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)；或者，例如，利用最小的過(guò) 沖在最小的時(shí)間周期內(nèi)能夠達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)?？梢詫?duì)于PID參數(shù)或 常數(shù)進(jìn)行選擇，以便實(shí)現(xiàn)期望的瞬時(shí)系統(tǒng)行為或響應(yīng)時(shí)間或死時(shí)間， 并且這個(gè)期望的行為可以與PID控制器正在控制的系統(tǒng)的類(lèi)型直接相 關(guān)。通過(guò)具有預(yù)先配置的PID常數(shù)的控制器，可以有效地控制響應(yīng)時(shí) 間基本上是常數(shù)的并且企圖在基本上不變的操作條件下操作的系統(tǒng)。如以上所定義的，可以對(duì)某些系統(tǒng)的PID參數(shù)進(jìn)行配置，以便迅 速地達(dá)到系統(tǒng)的期望的設(shè)定點(diǎn)或操作輸出。但這要以在期望設(shè)定點(diǎn)的 可能的過(guò)沖和振蕩為代價(jià)才能實(shí)現(xiàn)。在某些系統(tǒng)中，這可能在系統(tǒng)的 輸出中引起明顯的和不期望的變化。例如，如以上所述，通過(guò)對(duì)于PID控制器的常數(shù)的適當(dāng)選擇，例 如，對(duì)于微分常數(shù)設(shè)定一個(gè)高值，可以消除在期望設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖 和振蕩。微分常數(shù)的這種選擇具有效果當(dāng)達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，減 慢了輸出接近期望設(shè)定點(diǎn)。在這樣的配置中，將以相對(duì)慢的方式獲得 期望的設(shè)定點(diǎn)。這種配置的一個(gè)問(wèn)題是，對(duì)于輸出產(chǎn)生了不期望的和 顯著的變化的系統(tǒng)，可能需要較快地達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)?；旧舷谄谕O(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和振蕩的另一種方式是，使 用可變的反饋采樣頻率來(lái)操作所述控制系統(tǒng)。例如，控制系統(tǒng)可以按 照期望的用戶(hù)接口讀數(shù)或者按照在操作條件之下的系統(tǒng)狀態(tài)來(lái)改變采樣頻率。例如，在系統(tǒng)狀態(tài)之間的瞬變期間，控制系統(tǒng)可以增加反饋 采樣頻率。例如，如果系統(tǒng)是一種照明器，則要在照明器昏暗時(shí)調(diào)節(jié) 反饋采樣頻率。在瞬變周期期間增加的反饋采樣頻率可以提供動(dòng)態(tài)更 加穩(wěn)定的控制回路。但在一般情況下，這并不是這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)簡(jiǎn)單 的解決方案。例如，并且特別關(guān)注利用固態(tài)照明的PID控制器的應(yīng)用，當(dāng)在低 強(qiáng)度水平控制照明器的輸出時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)特殊的問(wèn)題照明器是否 發(fā)生了顏色變化、色溫變化，或者它的強(qiáng)度發(fā)生了變化。固態(tài)照明系 統(tǒng)中數(shù)字控制技術(shù)的廣泛使用意味著，許多這樣的燈具有有限數(shù)目的 強(qiáng)度水平，例如28個(gè)強(qiáng)度水平(即256個(gè)強(qiáng)度水平)。在相當(dāng)高的光 輸出的條件下改變照明器的強(qiáng)度或控制照明器的強(qiáng)度時(shí)，超過(guò)期望的 設(shè)定點(diǎn)的過(guò)沖，或者在期望的設(shè)定點(diǎn)附近幾個(gè)強(qiáng)度步長(zhǎng)的振蕩，在一 般情況下是眼睛感覺(jué)不到的。但是當(dāng)期望的設(shè)定點(diǎn)在可利用的強(qiáng)度范 圍的低端時(shí)，超過(guò)期望的設(shè)定點(diǎn)的過(guò)沖，或者在期望的設(shè)定點(diǎn)附近僅 僅一個(gè)或兩個(gè)強(qiáng)度步長(zhǎng)的振蕩，就能對(duì)應(yīng)于可感覺(jué)到的強(qiáng)度變化，這 個(gè)變化的范圍可能是10%左右。這種程度的過(guò)沖或者在期望的設(shè)定點(diǎn) 附近的振蕩在一般情況下很容易感覺(jué)得到，并且可能引起某些觀察者 煩惱。眾所周知，發(fā)光二極管的感覺(jué)亮度與發(fā)光二極管的輻射強(qiáng)度具有 非線性的關(guān)系，例如其中包括亥姆霍茲-科爾勞希效應(yīng)和貝佐而德-布呂克現(xiàn)象。例如Wyszecki，G.，和W.S. Stiles在"色學(xué)概念和方 法，定量數(shù)據(jù)和公式，，(New York, NY:Wiley-intersceince 2000 )中 描述在感覺(jué)亮度和測(cè)量的發(fā)光強(qiáng)度之間的這種關(guān)系。當(dāng)使用線性的控 制參數(shù)時(shí)，這種關(guān)系導(dǎo)致非線性的感覺(jué)亮度。在物體的感覺(jué)亮度和測(cè) 量的發(fā)光度(illuminance)之間的這種關(guān)系可以通過(guò)斯蒂文定律近似 表示，并且定義如下B= a L05 (1)在這里，B是感覺(jué)亮度，ct是比例常數(shù)，L是在指定點(diǎn)被照物體表 面的發(fā)光度(每立體弧度每平方米測(cè)量的以燭光為單位的發(fā)光度)。 例如，如果在調(diào)節(jié)照明器的光通量輸出期間不使用基于斯蒂文定律的 平方律變暗，在感覺(jué)強(qiáng)度和照明器的輻射亮度之間的這種非線性關(guān)系 就可以調(diào)和感覺(jué)強(qiáng)度過(guò)沖和/或代表低強(qiáng)度水平的在期望設(shè)定點(diǎn)的振蕩的這個(gè)問(wèn)題。因此，需要一種新的用于數(shù)字控制照明設(shè)備的方法和裝置，例如 數(shù)字控制固態(tài)照明設(shè)備，其中可以迅速地達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)，并且可 以維持基本上沒(méi)有可感覺(jué)到的過(guò)沖或振蕩，同時(shí)還可以以恒定的頻率 來(lái)操作反饋采樣回路。提供這些背景信息是為了揭示本申請(qǐng)人認(rèn)為可能與本發(fā)明有關(guān)的信息。不得期望，也不應(yīng)該認(rèn)為任何在先的信息構(gòu)成了對(duì)抗本發(fā)明的 現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于數(shù)字控制照明設(shè)備的方法和裝置。 按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種使用PID控制器來(lái)數(shù)字控制照明設(shè) 備的方法和裝置，所述方法包括如下步驟獲得期望的照明設(shè)備操作 設(shè)定點(diǎn)；確定當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)；至少部分地基于期望的照明設(shè) 備操作設(shè)定點(diǎn)、當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)、或者這兩者來(lái)確定一種關(guān)系， 并且比較這種關(guān)系與預(yù)先確定的閾值；當(dāng)所述關(guān)系大于預(yù)先確定的闊 值時(shí)，指定第一組值作為PID控制器參數(shù)；當(dāng)所述關(guān)系大于預(yù)先確定 的閾值時(shí)，指定第二組值作為PID控制器參數(shù)；使用具有所指定的PID 控制器參數(shù)的PID控制器來(lái)控制所述照明設(shè)備。按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于數(shù)字控制照明設(shè)備的裝置， 所述照明設(shè)備響應(yīng)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，所述裝置包括反饋系統(tǒng)， 它配置成監(jiān)測(cè)照明設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作特性；PID控制器，可操作地 耦合到照明設(shè)備和反饋系統(tǒng)，所述PID控制器配置成從反饋系統(tǒng)接收 一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)代表照明設(shè)備的一個(gè) 或多個(gè)操作特性，所述PID控制器配置成接收代表期望的照明設(shè)備操 作設(shè)定點(diǎn)的第一信號(hào)，并且基于預(yù)先確定的關(guān)系確定PID控制器參數(shù)， 所述預(yù)先確定的關(guān)系至少部分地基于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，當(dāng) 前的照明設(shè)備操作點(diǎn)基于一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)或者兩者，PID控制器置 成基于PID控制器參數(shù)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)；借此提供照明設(shè)備 的數(shù)字控制。


6圖l表示由PID控制器控制的一種設(shè)備的輸出的變化，PID控制器 配置成迅速地達(dá)到期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)；圖2表示由PID控制器控制的一種設(shè)備的輸出的變化，PID控制器 配置成緩慢地達(dá)到期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)；圖3表示由PID控制器控制的一種設(shè)備的輸出的變化，PID控制器 配置成符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；圖4表示一種模塊，該模塊用于按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例自適應(yīng) 地控制PID控制器參數(shù)的確定；圖5表示用于照明器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，照明器包括按照本發(fā)明 的實(shí)施例配置的一種PID控制器。
具體實(shí)施方式
定乂使用術(shù)語(yǔ)"照明設(shè)備"來(lái)定義在電磁波譜的一個(gè)區(qū)域或區(qū)域的組 合中發(fā)射電磁輻射的設(shè)備。 一種照明設(shè)備可以定義發(fā)射輻射的單個(gè)設(shè) 備，例如一種發(fā)光元件，并且同樣地可用照明設(shè)備來(lái)定義容易被本領(lǐng) 域的技術(shù)人員理解的照明設(shè)備或照明器、或它的其它變型。使用術(shù)語(yǔ)"發(fā)光元件"(LEE)來(lái)定義這樣一種器件例如，當(dāng)在 器件的兩端加上一個(gè)電位差時(shí)或者使電流流過(guò)器件時(shí)，在電磁波譜的 一個(gè)區(qū)域或區(qū)域的組合(例如可見(jiàn)區(qū)、紅外和/或紫外區(qū))中發(fā)射輻射 的器件。因此，發(fā)光元件能具有單色的、準(zhǔn)單色的、多色的或?qū)拵Р?譜發(fā)射的特性。發(fā)光元件的例子包括半導(dǎo)體、有機(jī)的或者聚合物/聚 合發(fā)光二極管、涂光泵磷光體的發(fā)光二極管、光泵納米晶體發(fā)光二極 管或者其它類(lèi)似的容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的器件。而且，使用 術(shù)語(yǔ)發(fā)光元件來(lái)定義發(fā)射輻射的特殊器件，例如液晶顯示器管芯，并 且同樣地可以使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)定義特殊器件的組合，其能夠與放置特 殊器件(一個(gè)或多個(gè))的外殼或包裝一起發(fā)射輻射。使用術(shù)語(yǔ)"當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)"來(lái)定義照明設(shè)備在當(dāng)前的或 目前的時(shí)間點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)確定的操作條件。使用術(shù)語(yǔ)"期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，'來(lái)定義期望的照明設(shè)備 的一個(gè)或多個(gè)操作條件。例如，期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)可以識(shí)別 一個(gè)或多個(gè)期望的光顏色、色度、相關(guān)的色溫、光通量輸出、或者容7易被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的類(lèi)似物。
使用術(shù)語(yǔ)"當(dāng)前的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)"來(lái)定義選擇的照明設(shè)備 的一個(gè)或多個(gè)操作條件，這些操作條件可以導(dǎo)致當(dāng)前的照明設(shè)備操作 點(diǎn)。
如這里所用的，術(shù)語(yǔ)"大約或在…附近(about)"指的是距標(biāo)稱(chēng) 值+/-10%的偏差。還要理解，這樣一個(gè)偏差總是包括在這里提供的任 何給定的數(shù)值內(nèi)，而不管它具體指的是什么。
除非另有定義，這里使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與本發(fā)明所屬領(lǐng) 域普通技術(shù)人員共同理解的意義相同。
本發(fā)明提供一種方法和裝置，這種方法和裝置用于數(shù)字控制照明 設(shè)備以便能達(dá)到期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)同時(shí)明顯減小在期望的照 明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和振蕩。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是通過(guò)一種 PID控制器實(shí)現(xiàn)的，將所述PID控制器配置成基于一種關(guān)系來(lái)改變PID 控制器的參數(shù)，所述關(guān)系至少部分地基于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)、 當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)或者這兩者。例如，如果照明設(shè)備正在當(dāng)前的 操作點(diǎn)下操作，所述當(dāng)前的操作點(diǎn)超過(guò)了偏離期望的照明設(shè)備操作設(shè) 定點(diǎn)的預(yù)定的閾值，則將PID控制器配置成使用第一組PID控制器參 數(shù)進(jìn)行操作，其中的第一組PID控制器參數(shù)可以基本上實(shí)現(xiàn)快速接近 于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)。進(jìn)一步配置PID控制器，以便在達(dá)到 預(yù)定的閾值時(shí)調(diào)節(jié)PID控制器參數(shù)使其成為不同組的PID控制器參數(shù)， 其中的不同組PID控制器參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)緩慢地接近于期望的照明設(shè)備 操作設(shè)定點(diǎn)，由此減小在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和振 蕩。
PID控制器可操作地連接到照明設(shè)備和反饋系統(tǒng)，反饋系統(tǒng)監(jiān)測(cè)照 明設(shè)備的操作特性，所述操作特性能夠表示當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)。 以此方式為PID控制器提供信息，所述信息是確定是否在此時(shí)間點(diǎn)需 要修改PID控制器參數(shù)所必需的。
可以使用按照本發(fā)明的方法和裝置來(lái)控制大量的不同的照明設(shè) 備，其中要求相當(dāng)快地接近于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)限制 在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和振蕩。例如，可以使用這 種方法和裝置來(lái)控制一種照明設(shè)備，其中將照明設(shè)備的輸出數(shù)字化， 或者當(dāng)與照明設(shè)備的控制的期望分辨率相比時(shí)，可使反饋回路的分辨率相對(duì)粗糙些。例如，照明設(shè)備可以是固態(tài)照明設(shè)備，或者是需要對(duì) 其進(jìn)行數(shù)字控制的其它照明設(shè)備，這對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō) 是已知的。
將反饋系統(tǒng)配置成收集代表正在控制的照明設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操 作特性的信息。反饋系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)單元，將檢測(cè)單元配置 成可以收集照明設(shè)備的特定操作信息。檢測(cè)單元可以是光學(xué)傳感器、 溫度傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、應(yīng)變傳感器、或其它的容易 被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的傳感器配置，其中的傳感器配置要適 合于收集一個(gè)或多個(gè)期望的操作信息。反饋系統(tǒng)的配置直接取決于照 明設(shè)備本身和所需控制的期望類(lèi)型。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解， 如何配置適合于特定照明設(shè)備的反饋系統(tǒng)。
例如，如果照明設(shè)備是固態(tài)照明設(shè)備，反饋系統(tǒng)可以包括一個(gè)或 多個(gè)光學(xué)傳感器，將光學(xué)傳感器配置成收集代表照明設(shè)備產(chǎn)生的輸出 的信息。反饋系統(tǒng)此外還包括一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器，將溫度傳感器 配置成收集代表固態(tài)照明設(shè)備內(nèi)一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的操作溫度的信 息。
在一個(gè)實(shí)施例中，反饋系統(tǒng)進(jìn)一 步還包括一個(gè)或多個(gè)的濾波器、 放大器或其它電子部件，用于操控和精細(xì)調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)單元收 集的信息。
PID控制器可操作地耦合到反饋系統(tǒng)和照明設(shè)備，其中PID控制器 根據(jù)一組PID控制器參數(shù)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，用于控制照明設(shè) 備的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，將PID控制器配置在一個(gè)控制系統(tǒng)中， 控制系統(tǒng)可以是微控制器、微處理器、或其它的容易被本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員理解的數(shù)據(jù)信號(hào)處理系統(tǒng)。在另外的實(shí)施例中，將PID控制 器配置成獨(dú)立的微控制器、微處理器或其它的可操作地耦合到控制系 統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。此外還可以將PID控制器配置成訪問(wèn)存儲(chǔ)器， 存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)指令，例如控制程序，諸如軟件、微代碼或固件和數(shù) 據(jù)?？梢詫⒋鎯?chǔ)器配置成RAM、 PR0M、 EPR0M、閃存或其它的容易凈皮本
領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的存儲(chǔ)形式。
將PID控制器配置成接收來(lái)自反饋系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)，
9其中一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)代表照明設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作特性，并且
所述一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)允許PID控制器確定當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)。還要將PID控制器配置成接收或識(shí)別代表期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的信號(hào)。 一種預(yù)先確定的關(guān)系至少部分地基于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)、當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)或者這兩者，PID控制器配置成根據(jù)這種預(yù)先確定的關(guān)系確定一組PID控制器參數(shù)。隨后，PID控制器利用這些PID控制器參數(shù)來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)，用于控制照明設(shè)備的操作。
可以將PID控制器參數(shù)配置成兩組數(shù)值或多組數(shù)值，其中根據(jù)對(duì)于預(yù)先確定的關(guān)系的評(píng)估來(lái)選擇特定的一組PID控制器數(shù)值，所述預(yù)先確定的關(guān)系至少部分地基于當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)、期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)或者這兩者。在一般情況下，能夠存在多個(gè)分立組的數(shù)值，或者可通過(guò)一種連續(xù)函數(shù)確定一組數(shù)值，其中所述的連續(xù)函數(shù)基于預(yù)先確定的關(guān)系，而這個(gè)預(yù)先確定的關(guān)系至少部分地基于當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)、期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)或者這兩者。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)先確定的關(guān)系基于一種差值關(guān)系，所述差值關(guān)系是在當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)和期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)之間或者是在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)和當(dāng)前的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)之間確定的，或者是這兩者確定的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，PID控制器包括一種PID反饋控制算法。例如，對(duì)于等于或大于預(yù)先確定的操作閾值的當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)，通過(guò)起始的一組值P,、 L、 D,來(lái)確定PID控制器參數(shù)?？梢?xún)?yōu)化PID控制器參數(shù)，以便在基本上最小量的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到期望水平的照明設(shè)備操作和/或期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，在照明設(shè)備的操作中具有明顯小的、基本上沒(méi)有意義的并且感覺(jué)不到的過(guò)沖或振蕩。此外，對(duì)于低于預(yù)先確定的操作閾值的當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)，如果當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)大于偏離期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的預(yù)先確定的量，則通過(guò)起始的一組值Pi、 Ii、 D,來(lái)確定PID控制器參數(shù)。但如果當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)小于偏離期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的預(yù)先確定的量，則通過(guò)第二組值P2、 12、 D2來(lái)確定PID控制器參數(shù)。在這個(gè)實(shí)施例中，可以?xún)?yōu)化PID控制器參數(shù)的起始組值和第二組值，以使照明設(shè)備的輸出在基本上最小量的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到期望的照明設(shè)備操作設(shè)定
10點(diǎn)，在照明設(shè)備的操作中具有明顯小的、基本上沒(méi)有意義的并且感覺(jué) 不到的過(guò)沖或振蕩。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以按照以下所述確定PID控制器參 數(shù)的相對(duì)值，其中P,、 L、 Di定義起始組的值，P2、 12、 02定義第二組 的值<formula>formula see original document page 11</formula>
在一個(gè)實(shí)施例中，滿足以上定義的條件中的一個(gè)、兩個(gè)、或所有 三個(gè)。此外，如果只滿足這些條件中的一個(gè)或兩個(gè)，則不滿足上述條 件的其它一個(gè)或兩個(gè)PID控制器參數(shù)的起始值和最終值被確定為在起 始組的值和第二組的值都是相同的。
例如，圖l表示固態(tài)照明設(shè)備的從O變化到設(shè)定點(diǎn)IO(任意單位) 分立的水平的強(qiáng)度輸出變化，這里10對(duì)應(yīng)于第10個(gè)分立的光輸出強(qiáng) 度水平，其中PID控制器參數(shù)配置成以便當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)迅速 地接近期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)允許在操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)
沖和振蕩。所述輸出首先在時(shí)間t。達(dá)到期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，
但是繼續(xù)振蕩直到時(shí)間t ,?？梢愿惺艿竭@種振蕩，因此在低強(qiáng)度水平 這是不期望的。例如，在較高的期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)(如200 ) 的相同百分?jǐn)?shù)的振蕩在一般情況下是看不見(jiàn)的，并且，在較早的時(shí)間 t。，如所安排的，輸出就可能感受得到。當(dāng)按照步進(jìn)方式調(diào)節(jié)輸出時(shí)， 階梯線110確定了固態(tài)照明設(shè)備的實(shí)際輸出；如果連續(xù)地調(diào)節(jié)輸出， 則光滑線100確定了固態(tài)照明設(shè)備的輸出。
此外，圖2表示如果將PID控制器參數(shù)配置成限制在期望的照明 設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和振蕩，固態(tài)照明設(shè)備的輸出強(qiáng)度是如何 接近期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的。如圖所示，向期望的照明設(shè)備操
作設(shè)定點(diǎn)的接近是緩慢的，在時(shí)間t 4抵達(dá)期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，
基本上沒(méi)有過(guò)沖或振蕩。階梯線130確定當(dāng)按照步進(jìn)方式調(diào)節(jié)輸出時(shí) 固態(tài)照明設(shè)備的實(shí)際輸出，平滑線120確定在連續(xù)地調(diào)節(jié)輸出的條件 下固態(tài)照明設(shè)備的輸出。
此外，圖3表示如果按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例確定PID控制器 參數(shù)，固態(tài)照明設(shè)備的輸出強(qiáng)度是如何接近期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的。在時(shí)間13， PID控制器參數(shù)從起始組的值變化到第二組的值，
可以看出，輸出強(qiáng)度接近期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)io的速率是緩慢
的。在時(shí)間T2，輸出達(dá)到并穩(wěn)定在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，由于
PID控制器參數(shù)的調(diào)節(jié)，基本上沒(méi)有過(guò)沖或振蕩。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，PID控制器參數(shù)的調(diào)節(jié)可以包括微分常數(shù)的增加值。階梯線150確定當(dāng)按照步進(jìn)方式調(diào)節(jié)輸出時(shí)固態(tài)照明設(shè)備的實(shí)際輸出，光滑線140確定在連續(xù)地調(diào)節(jié)輸出時(shí)固態(tài)照明設(shè)備的輸出。
如圖1、圖2、圖3所示，它們基本上是按照相同的比例畫(huà)出的，可以看出，T2比、和14兩者都小。此外，如圖3所示，對(duì)于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，基本上沒(méi)有固態(tài)照明設(shè)備的過(guò)沖或振蕩。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，P、 I、 D參數(shù)可以取決于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)。例如，當(dāng)來(lái)自照明設(shè)備的期望的光通量輸出大于預(yù)先確定的閾值時(shí)，可以選擇第一組P、 I、 D參數(shù)；當(dāng)來(lái)自照明設(shè)備的期望的光通量輸出小于預(yù)先確定的閾值時(shí)，可以選擇第二組P、 I、 D參數(shù)。例如，參數(shù)的起始組可以等于P= 0. 3, 1=0. 004，0=0;如果期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)小于預(yù)先確定的閾值，如10%的輸出，它可能等于10%的強(qiáng)度，則可以將PID控制器的第二組值確定如下P= 0. 3*0. 01*(設(shè)定點(diǎn))"2 (5)1=0. 004 * 0. 01 * (i殳定點(diǎn))A2 (6)D=0 (7 )
其中10%期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的數(shù)值是10。在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例中，可以使用均方誤差(error-squared )的PID算法來(lái)確定PID控制器參數(shù)。例如，可以對(duì)一個(gè)、多個(gè)、或所有的起始PID控制器參數(shù)求平方以獲得第二組PID控制器參數(shù)。還可以使用其它的整數(shù)指數(shù)或非整數(shù)指數(shù)以便基于起始組PID控制器參數(shù)獲得第二組PID控制器參數(shù)，反之亦然，正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解的那樣。在另外的實(shí)施例中，還可以提升一個(gè)、多個(gè)、或所有的誤差項(xiàng)的冪次到除1或2以外的其它冪次，其中包括小于1的分?jǐn)?shù)冪次。例如，P和I項(xiàng)的冪次可以提升到2，而D項(xiàng)的冪次可提升到
0. 5。第二組PID控制器參數(shù)的這種估算的效果是，平滑了從高P、高
1、 和低D值到低P、低I、和高D值的過(guò)渡。
圖4表示用于按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)控制PID控制器參數(shù)的確定的一個(gè)模型，其中使用前饋型形式來(lái)配置這個(gè)模型。具體
來(lái)說(shuō)，PID控制器250和前饋模型210接收期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn) 200，其中前饋模型可代表正在控制的過(guò)程，即控制照明設(shè)備，于是這 個(gè)前饋模型可以模擬照明設(shè)備對(duì)于各種不同的操作設(shè)定點(diǎn)的響應(yīng)。前 饋模型根據(jù)期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)向調(diào)節(jié)確定模塊230提供照明 設(shè)備的期望響應(yīng)220的指示，從而隨后確定所需的調(diào)節(jié)240， PID控制 器250使用所需的調(diào)節(jié)240以及從反饋系統(tǒng)獲得的當(dāng)前的照明設(shè)備操 作點(diǎn)290和/或當(dāng)前的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，就可以確定控制信號(hào) 260,將控制信號(hào)260傳送到照明設(shè)備270，借此控制了照明設(shè)備的輸 出280。
在本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)具有的 與前饋模型相關(guān)的光強(qiáng)度水平落在照明設(shè)備的最大光通量輸出的約10 %和約100%之間時(shí)，可以將前饋模型確定為一條直線。因此，如果強(qiáng) 度水平落在這些參數(shù)之內(nèi)，就不需要修改PID控制器參數(shù)。此外，當(dāng) 期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)具有的光強(qiáng)度水平小于約10%的時(shí)候，可 以通過(guò)另外的公式確定前饋模型，這個(gè)公式提供確定修改PID控制器 參數(shù)的措施，以便減輕在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和/ 或振蕩。例如，可以通過(guò)直線的或曲線的形狀(如直線、指數(shù)、拋物 線、或其它形狀)來(lái)確定這個(gè)公式，并且還可以通過(guò)數(shù)學(xué)公式或模型 的其它形式來(lái)確定這個(gè)公式。還可以通過(guò)啟發(fā)式模型或其它的確定答 案的試湊法來(lái)表示這個(gè)公式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)很容易地理解 公式的其它形式。
以上確定了根據(jù)一種或多種不同的方法重新估算PID控制器參數(shù) 的大量方式。PID控制器參數(shù)的這種修改提供了自適應(yīng)地控制照明設(shè)備 功能的一種形式。 一系列不同的自適應(yīng)地控制方法都是可以利用的， 例如使用模型參照自適應(yīng)控制(MRAC)的方法，模型識(shí)別自適應(yīng)控 制(MIAC)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、啟發(fā)式算法或模型、反饋?zhàn)赃m應(yīng) 控制模型、前饋?zhàn)赃m應(yīng)控制模型、或其它的容易被本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員理解的方法，其中的每一種方法都可單獨(dú)地或組合地加入本發(fā)明 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，PID控制器參數(shù)的單個(gè)P、 I、 D項(xiàng)之間的其 它函數(shù)相關(guān)性都是可能的，例如指數(shù)的、對(duì)數(shù)的、多項(xiàng)式的、或其它
13的容易被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的函數(shù)關(guān)系。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)
施例中，可以通過(guò)PID控制器、與反饋系統(tǒng)相關(guān)的電路、或者通過(guò)模
擬裝置用數(shù)字方法實(shí)施這些函數(shù)關(guān)系。例如，可以使用在其反饋回路中有一個(gè)二極管的運(yùn)算放大器來(lái)配置一個(gè)對(duì)數(shù)放大器。
某些檢測(cè)單元本身固有非線性響應(yīng)，例如對(duì)數(shù)響應(yīng)，可以在本發(fā)明的實(shí)施例中使用檢測(cè)單元的這一固有特性，這是有益的，不再需要對(duì)來(lái)自檢測(cè)單元的輸入信號(hào)進(jìn)行功能性的修改。例如，通過(guò)使用來(lái)自檢測(cè)單元的基本上未曽修改的輸出作為確定PID控制器參數(shù)的輸入，就可能實(shí)現(xiàn)一種非線性相關(guān)，這種關(guān)系當(dāng)與多個(gè)或變化的PID參數(shù)組結(jié)合時(shí)就能提供改進(jìn)的性能使過(guò)沖和振蕩最小。
在一個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)多個(gè)期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)中的每一個(gè)，調(diào)諧或特性化所述PID控制器參數(shù)，并且將這些PID控制器參數(shù)存儲(chǔ)在一個(gè)表格里或在存儲(chǔ)器中以其它形式存儲(chǔ)這些PID控制器參數(shù)，可通過(guò)PID控制器訪問(wèn)存儲(chǔ)器。因此，當(dāng)選擇一個(gè)特定的期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)時(shí)，PID控制器可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器，并且識(shí)別與那個(gè)特定的期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)有關(guān)的對(duì)應(yīng)的經(jīng)過(guò)調(diào)諧的PID控制器參數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以使用包括Ziegler-Nichols和Cohen-Coon在內(nèi)的^支術(shù)調(diào)諧PID控制器參數(shù)。
此外，可以只對(duì)某些期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)調(diào)諧或特性化PID控制器參數(shù)，并且可在它們之間例如使用線性?xún)?nèi)插或高次內(nèi)插插入對(duì)于其它期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的其余PID控制器參數(shù)。
現(xiàn)在參照特定實(shí)例描述本發(fā)明。應(yīng)該理解，下面的實(shí)例旨在描述本發(fā)明的實(shí)施例，不期望下面的實(shí)例以任何方式限制本發(fā)明。
例
圖5表示用于照明器或固態(tài)照明設(shè)備的反饋和控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它包括用于按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行數(shù)字控制的方法和設(shè)備。照明器包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件40，用于產(chǎn)生光，其中的發(fā)光元件40經(jīng)過(guò)電流驅(qū)動(dòng)器35電連接到電源30。電源30例如可以基于交流/直流或直流/直流變換器。如果發(fā)光元件有多種顏色，對(duì)于每種顏色要提供單獨(dú)的電流驅(qū)動(dòng)器35，由此向每種顏色的發(fā)光元件"提供必要的正向電5危。
提供一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器50以便檢測(cè)來(lái)自照明器的光通量輸出。
14在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每種顏色的發(fā)光元件40提供單獨(dú)的光檢測(cè)器 50。此外，可使彩色濾波器與一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器50相關(guān)聯(lián)。每個(gè)光 檢測(cè)器40電連接到放大器和信號(hào)變換器55，信號(hào)變換器將檢測(cè)到的信 號(hào)變換成可由控制系統(tǒng)60處理的電信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng) 60可以控制放大器和信號(hào)變換器55的放大和積分控制信號(hào)。應(yīng)該理 解，每個(gè)光檢測(cè)器50都可檢測(cè)一定數(shù)量的光通量，這個(gè)數(shù)量的光通量 足以提供穩(wěn)定的光電流，這個(gè)光電流提供具有最小的要求信噪比的信 號(hào)。而且，可以對(duì)光檢測(cè)器50進(jìn)行屏蔽，以便不可能檢測(cè)到雜散光或 環(huán)境光，當(dāng)然，在一個(gè)實(shí)施例中，例如在白天，檢測(cè)環(huán)境光是有益的。
在一個(gè)實(shí)施例中，將用戶(hù)接口 65耦合到控制系統(tǒng)60,用戶(hù)接口 65提供用于從用戶(hù)或其它控制設(shè)備(如可編程的24小時(shí)定時(shí)器或戲院 照明控制臺(tái))獲得信息的裝置，所述信息涉及期望的色溫、色度、和 /或照明器的期望的光通量輸出。將所述的信息轉(zhuǎn)換成合適的電參考 信號(hào)，由控制系統(tǒng)60使用?？刂葡到y(tǒng)60此外還接收來(lái)自光檢測(cè)器50 的有關(guān)照明器的光通量輸出的反饋數(shù)據(jù)。控制系統(tǒng)60借此可以確定用 于傳送到電流驅(qū)動(dòng)器35的合適控制信號(hào)，以便獲得由照明器產(chǎn)生的期 望的光通量和光的色度?？刂葡到y(tǒng)60可以是微控制器、微處理器、或 者其它的容易被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，控制系統(tǒng)60可以有選擇地可操作 地耦合到一個(gè)或多個(gè)溫度檢測(cè)器元件45。溫度檢測(cè)器45可以提供有關(guān) 發(fā)光元件40在操作條件下的溫度的信息?？梢允褂糜嘘P(guān)發(fā)光元件40 溫度的信息來(lái)補(bǔ)償與溫度有關(guān)的光通量的漲落和發(fā)光二極管的主波長(zhǎng) 移動(dòng)。例如，通過(guò)測(cè)量一組發(fā)光元件的正向電壓、熱敏電阻的電阻、或 熱電偶的電壓，可以確定發(fā)光元件40的溫度。因此，控制系統(tǒng)60可 以控制電流驅(qū)動(dòng)器35，以便按前饋方式改變這組發(fā)光元件40的驅(qū)動(dòng)電
流o
類(lèi)似地， 一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器元件45可以提供有關(guān)光傳感器50 在操作條件下的環(huán)境溫度的信息?？梢允褂眠@個(gè)信息以前饋方式補(bǔ)償 光響應(yīng)度中與溫度有關(guān)的變化。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)只對(duì)光傳感器50產(chǎn)生響應(yīng)的數(shù)字反饋控制系 60在維持恒定光通量輸出和色度方面具有較小的長(zhǎng)期穩(wěn)定性時(shí)，控制在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，控制系統(tǒng)可選擇地包括一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器元件70，電壓傳感器元件70連接到發(fā)光元件40的正向電壓并檢測(cè)發(fā)光元件40的正向電壓?？梢允褂弥行念l率等于交流電源線頻率兩倍的帶通濾波器對(duì)于電壓傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波。電壓傳感器信號(hào)的采樣頻率在一般情況下大于約300赫茲，以使視覺(jué)閃爍最小。
控制系統(tǒng)60包括一個(gè)修正的PID反饋控制算法。對(duì)于等于或大于照明器的最大光輸出的10%的期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，針對(duì)3個(gè)值P,、I!、 Di來(lái)設(shè)定PID控制器參數(shù)。對(duì)于這些值進(jìn)行優(yōu)化，以使照明器的輸出在基本上是最小量的時(shí)間內(nèi)達(dá)到期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)光輸出中的過(guò)沖或振蕩明顯較小、基本上毫無(wú)意義并且感覺(jué)不到。
對(duì)于小于照明器的最大光輸出的10%的期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，通過(guò)起始組的值P^ L、 D,來(lái)確定PID控制器參數(shù)，如果輸出大于偏離期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的5個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)輸出小于偏離期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的5個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，對(duì)于PID控制器參數(shù)，使用最終組的值P2、I2、 D2。對(duì)于這些PID控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以使照明器的輸出在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)在光輸出中的過(guò)沖或振蕩明顯較小、基本上是沒(méi)有意義、和感覺(jué)不到。PID控制器參數(shù)的相對(duì)數(shù)值可確定為Pi〉P" I！ >12、 D,〈D"可選擇地，可以滿足這些條件中的一個(gè)、兩個(gè)、或所有三個(gè)。如果只滿足這些條件中的一個(gè)或兩個(gè)，則剩下的PID控制器參數(shù)在起始組的值和最終組的值是相同的。
在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，在固定組PID控制器值和多組值之
器最大輸出的10%以外的強(qiáng)度水平，例如是7. 5%或15%。
在另一個(gè)實(shí)施例中，從起始組的值P。 I,、 Di到最終組的值P2、 12、D2的過(guò)渡轉(zhuǎn)變點(diǎn)可以按照當(dāng)前的設(shè)備操作點(diǎn)和期望的設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)之間的相互關(guān)系發(fā)生，例如過(guò)渡轉(zhuǎn)變可以在輸出偏離設(shè)定點(diǎn)的預(yù)定數(shù)目百分?jǐn)?shù)點(diǎn)時(shí)發(fā)生，所述預(yù)定數(shù)目百分?jǐn)?shù)點(diǎn)是除5以外的預(yù)定數(shù)目百分?jǐn)?shù)點(diǎn)，例如3或6。
在一個(gè)實(shí)施例中，在輸出過(guò)渡轉(zhuǎn)變期間，例如期望的顏色、色溫、或強(qiáng)度發(fā)生改變期間，可以使用起始組的PID控制器參數(shù)；在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間，例如在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)低于10%時(shí)，可以使用第二組減小的PID控制器參數(shù)。以此方式，固態(tài)照明設(shè)備的輸出可
16以具有明顯快速的基本上沒(méi)有過(guò)沖的響應(yīng)，同時(shí)允許基本上沒(méi)有振蕩 的基本上穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)輸出。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，將來(lái)自對(duì)應(yīng)發(fā)光元件的紅、綠、藍(lán)
光經(jīng)過(guò)3個(gè)單獨(dú)的反饋回路和PID控制器混合在一起，即光的每種顏 色有一個(gè)反饋回路和PID控制器。改變對(duì)應(yīng)的PID控制器參數(shù)的條件 對(duì)于每種顏色是不同的，以允許作為標(biāo)準(zhǔn)的具有較高設(shè)定點(diǎn)的顏色和 允許使用不同的PID控制器參數(shù)具有較低設(shè)定點(diǎn)的顏色。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例都是典型例子，可以按照許多方式改 變本發(fā)明的上述實(shí)施例。這樣一些當(dāng)前的或未來(lái)的變化都不被認(rèn)為是 偏離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍，期望對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn) 的所有這樣的修改都包括在下面的權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種使用PID控制器數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，所述方法包括如下步驟a)獲得期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)；b)確定當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)；c)至少部分地基于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)、當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)或者兩者確定一種關(guān)系和將該關(guān)系與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較；d)當(dāng)所述關(guān)系大于預(yù)先確定的閾值時(shí)，指定第一組值作為PID控制器參數(shù)；e)當(dāng)所述關(guān)系大于預(yù)先確定的閾值時(shí)，指定第二組值作為PID控制器參數(shù)；f)使用具有指定的PID控制器參數(shù)的PID控制器控制照明設(shè)備。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中第一組 值或第二組值或者兩者由分立的組值確定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中第一組 值或第二組值由連續(xù)函數(shù)確定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中所述關(guān) 系表示在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)和當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)之間的 比較關(guān)系。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中所述關(guān) 系表示期望的照明設(shè)備設(shè)定點(diǎn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中預(yù)先確 定的閣值表示基于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的光通量輸出。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中第二組 PID控制器值取決于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中存在多 組PID控制器值，對(duì)于特定的期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)調(diào)諧每組PID 控制器值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中照明設(shè)備具有多個(gè)特定的期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，所有的多個(gè)特定的期 望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)具有為其配置的一組PID控制器值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中第二 組PID控制器值包括一個(gè)或多個(gè)值，所述一個(gè)或多個(gè)值是由第一組PID 控制器值的對(duì)應(yīng)值使用它們之間的函數(shù)關(guān)系確定的。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中所述 函數(shù)關(guān)系是指數(shù)的、對(duì)數(shù)的或多項(xiàng)式的。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中第二 組PID控制器值是使用 一個(gè)自適應(yīng)控制系統(tǒng)確定的。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)字控制照明設(shè)備的方法，其中自適 應(yīng)控制系統(tǒng)是使用模型參考自適應(yīng)控制或模型識(shí)別自適應(yīng)控制或神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)或模糊邏輯或啟發(fā)式模型或反饋?zhàn)赃m應(yīng)控制模型或前饋?zhàn)赃m應(yīng)控 制模型配置的。
14、 用于數(shù)字控制照明設(shè)備的裝置，所述照明設(shè)備響應(yīng)一個(gè)或多 個(gè)控制信號(hào)，所述裝置包括a) 反饋系統(tǒng)，配置成監(jiān)測(cè)照明設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作特性；b) PID控制器，可操作地耦合到照明設(shè)備和反饋系統(tǒng)，將PID控制 器配置成接收來(lái)自反饋系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè) 反饋信號(hào)代表照明設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作特性，將PID控制器配置成 接收代表期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)的第一信號(hào)和基于預(yù)定的關(guān)系確 定PID控制器參數(shù)，所述預(yù)定的關(guān)系至少部分地基于期望的照明設(shè)備 操作設(shè)定點(diǎn)，當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)基于一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)或者兩 者，將PID控制器配置成基于PID控制器參數(shù)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)；借此提供照明設(shè)備的數(shù)字控制。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于數(shù)字控制照明設(shè)備的裝置，其中 反饋系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)傳感器或一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器或一個(gè) 或多個(gè)電壓傳感器、或者它們的組合。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于數(shù)字控制照明設(shè)備的裝置，其中 PID控制器是獨(dú)立的微控制器、微處理器、或數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供用于數(shù)字控制照明設(shè)備的方法和裝置，它能夠迅速地達(dá)到期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)明顯地減小了在期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)附近的過(guò)沖和振蕩。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是通過(guò)PID控制器實(shí)現(xiàn)的，將PID控制器配置成基于一種關(guān)系來(lái)改變PID控制器參數(shù)，所述的關(guān)系至少部分地基于期望的照明設(shè)備操作設(shè)定點(diǎn)、當(dāng)前的照明設(shè)備操作點(diǎn)或者兩者。
文檔編號(hào)G05B11/42GK101569239SQ200780045858
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者S·P·羅賓遜, S·波利 申請(qǐng)人:Tir科技公司