基于自动控制原理的自适应调光百叶窗设计

杨莫寒，姚可欣

（东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

1 百叶窗系统工程背景

传统上普遍使用的百叶窗采用手动控制调节光照强度，传感器控制的自动百叶窗系统，通过电力传动实现自动控制。系统采用光敏电阻对外界光照强度的变化进行感知，并以电压量的方式输出给比较元件，通过与标准电压进行比较，将得到的偏差量，通过电压放大器与功率放大器，使输出功率达到能驱动电机运转的电压等级，控制电机的正反转，从而控制百叶窗的开合，以调节室内的光线，不仅满足了人们的享受要求，也更加智能化。

2 自动控制系统工作原理

自适应调光百叶窗控制系统是通过光电传感器和实际光照强度的自动调节来实现百叶窗控制系统光照强度恒定的性能要求。系统工作原理图如图1 所示。

系统的工作过程如下：光电转换部分将实际光照强度由光电传感器转换为对应的电压值。光电转换部分期望光照强度由电压u1给定，并与实际光照强度u2比较得到光强差，即为光强偏差信号。偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动伺服电动机，并通过传动机构拖动调压器传动触头。当光照强度偏高时，传动触头向减小电流的方向运动，反之加大电流，直到光强达到给定值为止。此时，偏差△u=0，电机停止转动。这样便可实现自动控制光照强度恒定的性能要求。

3 自动控制系统数学模型构建

3.1 电压放大电路传递函数

电压放大电路的电路原理图如图2 所示。……