一種電氣間模塊燈具位置優化方法技術

本發明專利技術公開了一種電氣間模塊照明系統的燈具位置優化方法，步驟為：一、求所需的燈具數量；二、將燈具均布在電氣間模塊內，然后在每個燈具周圍選取n個測量點，并計算出每個測量點處的照度值；三、計算出所有測量點的照度平均值，然后將點的照度平均值與設計照度進行對比；四、若點的照度平均值＜設計照度，則增加一個燈具，重復上述步驟，然后再判斷點的照度平均值-設計照度是否大于ε1,大于則停止照度優化；小于則進行步驟五；五、設定照度均勻度誤差為ε2，比較測量點的照度值與點的照度平均值大小，若測量點的照度值＜點的照度平均值，則移動測量點直到點的照度值與點的照度平均值的差值在ε2的范圍內。本方法提高了燈具的照明質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種燈具位置優化方法，尤其涉及海洋油氣照明系統的燈具位置優化方法。
技術介紹
近年來隨著海洋油氣裝備的發展，照明系統的設計中占據了非常重要的地位，合理的布置燈具位置，可有效的提高照明質量，減小燈具的數量，降低生產成本，提高企業利潤率。而現階段在照明系統設計過程中，設計人員在設計軟件中根據自身的設計經驗將燈具的位置進行簡單的布局，求出照度值手動調整燈具數量及燈具位置。因采用人工調整的方法效率較低，且不能保證在有效的時間內求解出最佳的燈具數量和燈具的位置，給企業造成人力、物力、財力的極大浪費。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服已有的技術缺陷，提供一種更加安全便捷、可靠、高效的電氣間模塊照明系統的燈具位置優化方法。為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為：本專利技術的一種電氣間模塊照明系統的燈具位置優化方法，它包括以下步驟：步驟一、根據設計要求，確定燈具的型號及照度要求，根據公式求得所需的燈具數量，式中Nmin—所需燈具數量的最小值，F.C-設計照度值，A-房間面積，Cu.-空間利用系數，M-維護系數，取0.7～0.8，lm-燈具的光通量；步驟二、按照步驟一所求得的燈具數量將均布在電氣間模塊內，然后在每個燈具周圍選取n個測量點，并計算出每個測量點處的照度值，計算公式如下：E=1D2+S2]]>I=ΩA]]>A=4(arctgtgβtgα+arctgtgαtgβ-arcsin(cosαsinarctgtgβtgα)-arcsin(cosβsinarctgtgαtgβ))]]>式中：E為選定測量點的照度值，D為燈具的安裝高度，S為測量點距燈具安裝點的距離，Ω為燈具的光通量，A為發光角所夾的曲面面積，α與β為燈具的發光角，發光角是光強曲線上最大光強的1/2與法向光強的夾角；步驟三、根據所有測量點照度值計算出所有測量點的照度平均值，然后將點的照度平均值與設計照度進行對比；步驟四、若點的照度平均值＜設計照度，則增加一個燈具，重復所述的步驟二和步驟三，直到點的照度平均值＞設計照度，然后再判斷點的照度平均值-設計照度是否大于ε1,如果點的照度平均值-設計照度>ε1，則表明燈具的照度要求滿足設計要求，停止照度優化；如果點的照度平均值-設計照度＜ε1，則需進行步驟五；步驟五、設定照度均勻度誤差為ε2，所述的ε2＝|測量點的照度值-點的照度平均值|，比較測量點的照度值與點的照度平均值大小，若測量點的照度值＜點的照度平均值，則將燈具的布置位置向測量點處移動一個距離Δs,使得測量點的照度值增加一個Δ值；若測量點的照度值＞點的照度平均值，則燈具的布置位置向遠離測量點處移動一個距離Δs使得測量點的照度值減小一個Δ值，計算移動后測量點的照度值并計算移動后測量點的照度均勻度誤差,直到點的照度值與點的照度平均值的差值在ε2的范圍內，停止優化,Δ＝ε2/n，Δs＝測量點與燈具間的距離/n,n為在步驟二中該移動的燈具周圍選取的測量點的數量。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：本專利技術通過使用電氣間模塊燈具位置優化平臺完成電氣間模塊的燈具位置優化問題，取代原有人工手動優化的方式。通過本專利技術一種電氣間模塊燈具位置優化方法的應用，不僅提高了電氣間模塊照明系統燈具的照明質量，而且提高了設計者的工作效率，降低的電氣間模塊照明系統的設計費用，為公司節省了大量人力，提高公司的效益。附圖說明圖1是本專利技術一種電氣間模塊燈具位置優化方法流程圖；圖2是本專利技術一種電氣間模塊燈具位置優化方法中涉及球坐標示意圖；圖3是本專利技術一種電氣間模塊燈具位置優化方法中涉及的xoy平面內弧度、夾角示意圖；圖4是燈具發光角示意圖。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術作進一步說明。本專利技術的一種電氣間模塊照明系統的燈具位置優化方法，它包括以下步驟：步驟一、根據設計要求，確定燈具的型號及照度要求，根據公式求得所需的燈具數量，式中Nmin—所需燈具數量的最小值，F.C-設計照度值，A-房間面積，Cu.-空間利用系數(可在中國電力出版社2006年出版的《照明設計手冊(第二版)》中查找)，M-維護系數，一般取0.7～0.8，lm-燈具的光通量。步驟二、按照步驟一所求得的燈具數量將燈具均布在電氣間模塊內，然后在每個燈具周圍選取n個測量點，并計算出每個測量點處的照度值E，包括以下步驟：(a)計算燈具發光角所夾的曲面面積A；設燈具的發光點為原點O，建立如圖2所示的球坐標系，點P為位于球坐標系上的任一測量點，測量點P的坐標為P(x，y，z)，由曲面面積公式(1)求得：A=∫∫D1+(∂z∂x)2+(∂z∂y)2dxdy---(1)]]>其中：A-發光角所夾的曲面面積，為變量z對變量x的偏導數，為變量z對變量y的偏導數；x、y、z為測量點P的位置變量。球體的上半球球面方程見式(2)：1+(∂z∂x)2+(∂z∂y)2=11-x2-y2---(2)]]>代入公式(1)得：A=∫∫Ddxdy1-x2-y2---(3)]]>將球坐標系中的測量點P,弧長R1，弧長R2投影到垂直于Z軸的xoy平面上，分別為P，、r1及r2，弧長R1為從測量點P到P1的弧線長度，弧長R2為從測量點P到P2的弧線長度，P1、P2為發光角α、β與球坐標系的xoz平面、yoz平面的交點，如圖3所示,則xoy平面上經過弧長r1,r2的兩條橢圓曲線為n1、n2，n1、n2的公式由公式(4)，公式(5)表示為：x2sinα2+y2=1---(4)]]>x2+y2sinβ2=1---(5)]]>其中：α與β為燈具的發光角如圖4所示。圖中o為燈具的發光點,發光角是光強曲線上最大光強的1/2Imax與法向光強的夾角。由公式(4)和公式(5)知兩條橢圓曲線n1和n2在xy平面內所構成的交點P，的坐標及夾角為：(sinαcosβ1-sin2αsin2β,sinβcosα1-sin2αsin2β)---(6)]]>其中，為交點P，和坐標原點O的連線與x軸的夾角，為交點P，和坐標原點O的連線與y本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電氣間模塊照明系統的燈具位置優化方法，它包括以下步驟：步驟一、根據設計要求，確定燈具的型號及照度要求，根據公式求得所需的燈具數量，式中Nmin—所需燈具數量的最小值，F.C?設計照度值，A?房間面積，Cu.?空間利用系數，M?維護系數，取0.7～0.8，lm?燈具的光通量；步驟二、按照步驟一所求得的燈具數量將燈具均布在電氣間模塊內，然后在每個燈具周圍選取n個測量點，并計算出每個測量點處的照度值，計算公式如下：E=ID2+S2]]>I=ΩA]]>A=4(arctgtgβtgα+arctgtgαtgβ-arcsin(cosαsinarctgtgβtgα)-arcsin(cosβsinarctgtgαtgβ))]]>式中：E為選定測量點的照度值，D為燈具的安裝高度，S為測量點距燈具安裝點的距離，Ω為燈具的光通量，A為發光角所夾的曲面面積，α與β為燈具的發光角，發光角是光強曲線上最大光強的1/2與法向光強的夾角；步驟三、根據所有測量點照度值計算出所有測量點的照度平均值，然后將點的照度平均值與設計照度進行對比；步驟四、若點的照度平均值＜設計照度，則增加一個燈具，重復所述的步驟二和步驟三，直到點的照度平均值＞設計照度，然后再判斷點的照度平均值?設計照度是否大于ε1,如果點的照度平均值?設計照度>ε1，則表明燈具的照度要求滿足設計要求，停止照度優化；如果點的照度平均值?設計照度＜ε1，則需進行步驟五；步驟五、設定照度均勻度誤差為ε2，所述的ε2＝|測量點的照度值?點的照度平均值|，比較測量點的照度值與點的照度平均值大小，若測量點的照度值＜點的照度平均值，則將燈具的布置位置向測量點處移動一個距離Δs,使得測量點的照度值增加一個Δ值；若測量點的照度值＞點的照度平均值，則燈具的布置位置向遠離測量點處移動一個距離Δs使得測量點的照度值減小一個Δ值，計算移動后測量點的照度值并計算移動后測量點的照度均勻度誤差,直到點的照度值與點的照度平均值的差值在ε2的范圍內，停止優化,Δ＝ε2/n，Δs＝測量點與燈具間的距離/n,n為在步驟二中該移動的燈具周圍選取的測量點的數量。...

【技術特征摘要】
1.一種電氣間模塊照明系統的燈具位置優化方法，它包括以下步驟：
步驟一、根據設計要求，確定燈具的型號及照度要求，根據公式求
得所需的燈具數量，式中Nmin—所需燈具數量的最小值，F.C-設計照度值，A-房間面積，
Cu.-空間利用系數，M-維護系數，取0.7～0.8，lm-燈具的光通量；
步驟二、按照步驟一所求得的燈具數量將燈具均布在電氣間模塊內，然后在每個燈具
周圍選取n個測量點，并計算出每個測量點處的照度值，計算公式如下：
E=ID2+S2]]>I=ΩA]]>A=4(arctgtgβtgα+arctgtgαtgβ-arcsin(cosαsinarctgtgβtgα)-arcsin(cosβsinarctgtgαtgβ))]]>式中：E為選定測量點的照度值，D為燈具的安裝高度，S為測量點距燈具安裝點的距
離，Ω為燈具的光通量，A為發光角所夾的曲面面積，α與β為燈具的發光角，發光角是
光強曲線上最大光強的1/2與法向光強的夾角；
步驟三、根據所有測量點照度值計...

【專利技術屬性】
技術研發人員：代春陽，潘志廣，孫舸，王曉斌，
申請(專利權)人：博邁科海洋工程股份有限公司，
類型：發明
國別省市：天津;12