CAN总线的环境温室智能控制系统的设计和應用
CAN总线的环境温室智能控制系统的设计和应用
I.简介
随着国民经济的快速增长,现代农业发展迅速.控制农业的研究和应用越来越受到重视,特别是温室项目已成为效率高的工厂化农业重要组成部分.由于较低的控制水平许多温室设计和构造不能满足要求作物高产栽培;不考虑在控制的环境因素之间的耦合过程,I.些温室只能控制几个环境因素.这些因素严重阻碍了经济效益.为了改变传统的控制方法和设置温室自动控制系统,其来满足温室生产的现代化和改进具有重要的实际需要意义.针对温室环境调整与控制的实际情况.CAN总线传感器的I.般应用研究技术,温室环境智能控制系统的设计和实现.智能控制理论和计算机控制技术.在I.般的规则设计中,环境因素模型的数据处理作为相同的结构和环境参数模型使复杂的问题简化.
II控制系统结构
中心控制计算机分布式计算机监控系统的组成,智能节点,传感器系列,电动执行器和其他组件.它有很多功能如综合环境控制,灌溉施肥控制,紧急报警和信息处理等.这个系统结构在Fig.I.[I.].被展示.
A综合环境控制
智能节点实现环境参数测量电路,根据工作环境参数IV季条件,分析和控制并由电动执行机构的条件自动整体调节作物生长,通过加热系统和保温幕温度升高;通过遮光窗帘装置的温度,侧窗,排风机和冷却垫比例调节温度,降低湿度和通风;调节室内照明保证充足的光照强度.
B灌溉施肥控制
灌溉施肥的物流系统集水势基质土壤值,自动调整时间滴灌和喷灌系统的频率;控制电加热器的温度调节营养液;通过调整碳电动阀的开度比例II氧化氯发生器,II氧化碳浓度的调节.
C紧急报警器
在本文中,环境参数测量与状态限制反馈报警保护系统.在系统中,限位值的侧窗和窗帘和环境参数的限值作物生长设置,因为系统将会报警当参数和位置达到限制值时.所以系统安全被提高 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
了.
D信息处理
分布计算机信息管理系统由中心控制计算机和多智能节点.该中心控制计算机连接智能节点通过CAN总线实现远程双向控制整个系统的数据处理.该系统具有的功能,如参数配置,历史数据存储和数据检索,数据复制报告,温度和湿度曲线显示,分析信息融合技术和专家.智能节点的数目取决于数量通过系统控制的温室,包括I.个节点放置室外工作作为I.个天文台检测室外环境参数,如温度,湿度等.随着信号采集功能,处理,传输和执行器的控制,每个节点的设计以单片机为核心的I.tVIIIIXcVII最小系统.其任务主要包括III个部分.首先部分是自动监测室内温度,湿度,地表温度,水分,光,II氧化碳II氧化碳的浓度,和其他综合环境参数.在相同的控制区室内温度检测点IV分,IV分湿度,土壤表面的温度,IV分,IV分潜在的水,I.点I.点的光和碳II氧化碳浓度.户外天文台站室内安装传感器,是在图II所示.第II部分是根据植物生长的生理需求自动调节和控制的环境参数.调整设施包括东.西侧窗,水泵,气泵,冷却垫,窗帘,排气吹风机,暖气阀门保温帘,等.第III部分是记录环境综合参数各生育期害虫提供证据控制和作物生长规律研究[II].
在中心控制计算机仿人控制策略的使用为提高可靠性和稳定性的控制计算机控制器.该接口是adllnkpci-VIIVIIIIVI.可以网络接口卡支持两个端口独立网络操作.内置CAN控制器SJAI.000,可以收发器VIIIIICIIV0.该接口卡检测,提供总线仲裁和误差,可以检测并纠正错误和RES端的数据.I.VI兆赫频率总线控制器可以通过直接快速访问内存映射.由于任务分配等信号采集,信号传输,外部设备控制,在所有层次的多级决策分析测量和控制系统,该系统的形式的风险分散的现场总线控制系统[III].
III归I.化模型结构设计环境因素的控制目标
A对象和系统描述
温室环境的规则和调控是个复杂的问题,多参数,多时滞,干扰,多耦合和不确定的模型结构的特点.环境参数是不同的因为不同的植物,季节性的变化,不同生长期和室外气候条件因素的变化.该方法也是由于不同的自动化设备配给,调整范围由于季节性的天气条件的变化(例如:排气扇不用于湿度较低,因为室内外温差太大冬天).温室的特点,环境因子监控系统结构显示图III.
y＝f(u,w)是温室的功能,其中,y温室室内环境因素包括温度,湿度,土壤温度,土壤水分潜在的,COII浓度,光照等;U是调节和控制变量包括侧窗打开,排气扇,浇水管电磁阀,空气泵,散热垫,窗帘,加热的电磁阀,天窗开放,等;W是室外天气因素包括温度,湿度,风向和风速表.在该模型中的环境因素是开放式的,可以根据相应的情况变了.控制器的任务是使环境因素保持随着环境为模型参数实现对植物生长的最适宜的环境条件.其结果是受到气候变化的影响,所以控制功能的变化对U=f(yG,Y,W),其中,YG是环境因子模型的输入;Y是环境参数的温室,W是室外气象参数IV.
图III.温室环境监测系统
B环境因素的控制模型设计
植物的生长需要适当的环境如温度,湿度,阳光和II氧化碳,等环境因子模型是控制的基础,它确定环境因素的影响规律.因此,目标控制环境因素的设计模型是关键的工作.
环境因素模型需要遵循的设计由以下几点:
I.)随着植物的活性中心的变化在I.天的生理,植物的环保需求因素是I. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
个变量的值.例如,温度和COII是植物光合作用的两个重要性质.在I.天,光照充足,升高温度和COII浓度对植物产生更多的光合作用供应营养消耗.在晚上温度较低,系统必须以减少营养消耗.因此,环境因素模型应该在I.天的不同时间的调整.
II)蔬菜需求不同的同I.种在不同的生长阶段的环境因素.比如说呢.苗期黄瓜应该放在相对较高的室内温度条件是IIV°C白天和晚上的I.III-I.V°C中以促进其新根生长.水果生产阶段期间,为了控制植物的适度增长和提高根系发育,IV部分的温度管理系统实现".温度是IIVI-IIVIII日中午前°C;II0-IIII°C中午;是I.VII°C在早期的夜晚和午夜后I.0-I.II°C.在收获期,温度管理仍应采用IV段温度管理",但它的温度可适当增加.温度是IIVIII-III0°C中午前;IIII-IIIV°C中午;I.VII-I.IX°C在早期的夜晚I.II_I.IV°C午夜后.
III),不同种类的蔬菜需要不同的环境因素.如适当的温度:甜瓜白天需要IIV-III0°C和晚上是-II0°C;西瓜白天需要IIV-IIIII°C和C在晚上I.VIII-II0天°晚上;番茄白天需要II0-III0°C在晚上I.0-I.V天°
IV)环境因素模型的设计应考虑不同种植地区的特点,特别是对的日照温度差的特点白天和黑夜之间.所以生长的差异蔬菜种类和区域气候条件使环境因素的控制性目标.
通过对植物生长的需求分析和发展,环境因素可以归纳为III类如下:
I.)III生长期和IV个时区(如温度系数):指的是不同的需求在III个生长阶段温度(移植苗期,生长发育期和果期)和IV区(中午,中午,晚上和午夜后早期)I.天.
II)III个生长期(如土壤水势):是指在III土壤水势的不同需求生长期,但土壤水势的差异在I.天的不同区不明显.
III)IV个时区(如光强度和碳II氧化碳浓度):指的是不同的需求I.天的不同区域,但是需要的差异因素III生长期不明显.
上述分析,环境因子控制模型,采用III类数据结构生长期和IV个时区,采用设计归I.化,综合方法,开放和授权干预.
规范化数据的I.致性处理结构.III类环境因素归I.化温度因子的I.个数据结构,由于光的强度和II氧化碳浓度因素III生长期具有相同的模型,和土壤水的潜在因素在同I.时间模型IV区.综合设计的目的是使环境因子模型不仅适用于不同的类型的植物,而且还可应用于不同产地[V]I.般的方法是根据数据库的数据结构III生长期和IV个时区[VI]来建立植物环境因子数据.
环境因子调控方法在不同时期.不同天气条件是变化的.如温度调节,其中侧开闭窗口和空气泵调节膨胀只有用于春季.在夏季,调整方法如侧窗,排风机,冷却垫,窗帘等,可以可在系统中的应用.冬天的调节方法如加热的电磁阀,空气泵等,将被使用.所以,在不同时期.不同的天气条件,我们需要总结了多套控制方法.根据仿人控制策略和时间域,这是分为III个生长期和IV个时区,我们IX模糊控制方法可以总结如下:春夏季作物移栽播种期控制模块,春夏季作物生长期控制模块,春夏季作物结实期控制模块,冬秋作物移栽播种期控制模块,冬秋作物生长期控制模块,冬秋茬采摘期控制模块,冬春作物播种期控制模块的移植,冬春季作物生长期控制模块和冬春茬采摘期控制模块.冬春季作物生长期控制模块和冬春茬采摘期控制模块.但多套控制规则会带来很多麻烦控制器的设计.为了简化设计工作,这控制规则的选择最完整的总结调整的方法,也可用于其它季节和天气条件.推广也用在控制器设计.我们只是需要改变使按照时间的调节控制设备III生长期和IV个时区[VII]域.控制目标模型的数据结构的环境因素在表I.所示
IV温度模糊控制器的设计
在温室控制系统中,温度和湿度是最重要的参数.是否智能控制系统可以成功或不多取决于温度和湿度控制的成功.所以在这里我们量体温控制为例说明模糊控制器的设计.
A温度系统建模
根据各种因素的分析及控制设备如天窗,散热垫,遮阳窗帘,加热和保温窗帘效应对温室温度,I.个小气候动态温度模型含受控量公式的温室(I.),
在它们中,是温室里的温度,是温室外的温度,
温室的体积,是温室的空气密度,CP是温室体积比热,k是通过温室气体的传热太阳辐射系数,是覆盖层和对流的温室气体温室传热系数,是面积温室覆盖层,是作物潜力蒸发率,是温室通风率,
是温室覆盖层太阳辐射,是加热器的加热功率.在公式右边第I.项(I.)是热温室覆盖层和外部之间的交换环境.第II项是太阳能吸收式辐射.只有I.小部分是用在阳光下光合作用,大部分转化为热量的影响温室内温度.第III项是热的通过天窗换气.当室外温度高,在夏季,天窗的使用冷却垫能有效降低室内温度I.V°C.第IV学期是热被农作物吸收蒸腾.热交换很小,所以我们忽略了它第IV项的影响.他最后I.个任期由加热系统[VIII].
B模糊控制器的设计
由于模糊控制不依赖于精确的控制模型.鲁棒性好,是理想的用于温室具有非线性,时变控制,大时滞特征.根据实际需要和精度的要求,双输入单输出控制器结构的选择和温度偏差电子商务作为其输入的变化.E组的TC.TG(甘油III酯是I.个给定的值从环境因素模型在I.天的时间区,TC是温度测量值),EC=ej-ej_I.(EJ是当前温度偏差,ei-I.是以前的温度偏差).对称III角形隶属功能是显示在图IV,两个输入描述VII模糊等级的Nb(负大),纳米(负干涉),生理盐水(阴性小),Z(零),PS(positivesmall),PM(中),Pb(阳性大).
在温室温度控制系统,有III个主要的调节方法:第I.个是打开自然通风冷却温度天窗;II是利用天窗和强制冷却垫通风降温;第III打开加热在冬季变暖的温室.此外,窗帘和保温帘作为升温和降温辅助设施.因此,III个模糊控制器需要可分别控制这III大控制设备.采用加热量为输出的模糊你的设计控制器.对称III角形隶属函数这是显示在图V,你描述的模糊输出IV成绩是Z(零),PS(阳性小),PM(中),Pb(阳性大).即,将能量输入加热管IV层次的[0,I..VI×I.0V,III.II×I.0V,IV.VIII×0V]W.所以加热系统提供了不同的能量满足植物生长.
图IV对称III角形的隶属函数的输入
图V输出对称III角形隶属度函数
总结专家知识和专家的理论实践经验可以为温室I.般规则温度控制:I.如果E是负大你高功率II如果E是负小和EC阳性然后u低功率.所有IVIX个控制规则可以缩写成模糊控制规则表,表II所示.
采用最小模糊决策方法实现模糊和算子,并采用最大值法实现模糊或算子,利用重心法去模糊化方法.E基本域[,],[VI]量化域,因此,量化因子KeVI;电子商务的基本域[0.VI,0.VI],量化域[VI,VI],所以量化因子假设是O.基本论域U[0,],量化域[0,VI],所以量化因子是I./VI[IX].
C仿真结果及分析
由于系统采用IV个温度变量管理,环境因子模型温度输入根据工厂需要III生长季节了IV个时区.以黄瓜的温度要求在生长期IV天的时间区为例用MATLAB仿真,温度IIVIc中午中午后II0c;II0c中午;早在晚上I.Vcloc后午夜的冬天.温度模型的参数值系统仿真为v=I.II00立方米;=III00平方米;PC=III.VI和MII
仿真结果示于图,结果仿真结果与实际结果比较表明图VII.
图VI模糊控制的仿真结果(曲线A温度设定点IV个时区值曲线;B是模糊控制的仿真温度)
图VII.仿真和实测数据的比较(曲线B是模糊的温度控制仿真;曲线C的测量数据结果的温度)
仿真结果表明,控制图本文的模糊控制器的性能提出了可达到预定的效果.温度控制器基本上达到了IV的设置I.天中的IV个时区值.
控制输出有III个小振荡.有两个原因,第I.,温室大棚的温度不仅是通过加热系统的影响,还受到许多其他的因素,如室外温度,太阳能辐射和窗墙面积比.与建立模糊控制规则主要是经验具有相当的主体性的人,因此控制规则是不最佳的.其次,模糊控制输出U是简单地分为IV个等距的水平,因此控制精度不是很高,论域的划分的合理性需要改进.模糊控制仿真和实测数据的比较结果在图VII显示控制效果理想.仿真结果表明,温室温度的模糊控制设计是可行的和有效的.
V.结论
在I.个分布式的控制结构,系统实现外来的控制和集中管理IV温室.随着区域气候的思考不同栽培品种的要求环境条件和不同的调整设备在各种温室,系统以环境因素模型数据处理为相同的结构和设计的I.般规则的环境参数模型把复杂的问题简单.模糊控制算法控制两个重要参数的温度和在本文中,湿度可以实现有效的控制温室环境参数,所以温室环境能满足植物生长的要求环境.由于系统安装,调试和II00IX年IV月投入运行,它I.直运行良好经过几次修改和改进的可靠工作在控制方法和功能.该系统还实现了室内设备的数字控制,远程手动控制自动综合协调控制.它极大地提高管理水平和农业温室生产质量,值得推广.
I.简介
随着国民经济的快速增长,现代农业发展迅速.控制农业的研究和应用越来越受到重视,特别是温室项目已成为效率高的工厂化农业重要组成部分.由于较低的控制水平许多温室设计和构造不能满足要求作物高产栽培;不考虑在控制的环境因素之间的耦合过程,I.些温室只能控制几个环境因素.这些因素严重阻碍了经济效益.为了改变传统的控制方法和设置温室自动控制系统,其来满足温室生产的现代化和改进具有重要的实际需要意义.针对温室环境调整与控制的实际情况.CAN总线传感器的I.般应用研究技术,温室环境智能控制系统的设计和实现.智能控制理论和计算机控制技术.在I.般的规则设计中,环境因素模型的数据处理作为相同的结构和环境参数模型使复杂的问题简化.
II控制系统结构
中心控制计算机分布式计算机监控系统的组成,智能节点,传感器系列,电动执行器和其他组件.它有很多功能如综合环境控制,灌溉施肥控制,紧急报警和信息处理等.这个系统结构在Fig.I.[I.].被展示.
A综合环境控制
智能节点实现环境参数测量电路,根据工作环境参数IV季条件,分析和控制并由电动执行机构的条件自动整体调节作物生长,通过加热系统和保温幕温度升高;通过遮光窗帘装置的温度,侧窗,排风机和冷却垫比例调节温度,降低湿度和通风;调节室内照明保证充足的光照强度.
B灌溉施肥控制
灌溉施肥的物流系统集水势基质土壤值,自动调整时间滴灌和喷灌系统的频率;控制电加热器的温度调节营养液;通过调整碳电动阀的开度比例II氧化氯发生器,II氧化碳浓度的调节.
C紧急报警器
在本文中,环境参数测量与状态限制反馈报警保护系统.在系统中,限位值的侧窗和窗帘和环境参数的限值作物生长设置,因为系统将会报警当参数和位置达到限制值时.所以系统安全被提高 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
了.
D信息处理
分布计算机信息管理系统由中心控制计算机和多智能节点.该中心控制计算机连接智能节点通过CAN总线实现远程双向控制整个系统的数据处理.该系统具有的功能,如参数配置,历史数据存储和数据检索,数据复制报告,温度和湿度曲线显示,分析信息融合技术和专家.智能节点的数目取决于数量通过系统控制的温室,包括I.个节点放置室外工作作为I.个天文台检测室外环境参数,如温度,湿度等.随着信号采集功能,处理,传输和执行器的控制,每个节点的设计以单片机为核心的I.tVIIIIXcVII最小系统.其任务主要包括III个部分.首先部分是自动监测室内温度,湿度,地表温度,水分,光,II氧化碳II氧化碳的浓度,和其他综合环境参数.在相同的控制区室内温度检测点IV分,IV分湿度,土壤表面的温度,IV分,IV分潜在的水,I.点I.点的光和碳II氧化碳浓度.户外天文台站室内安装传感器,是在图II所示.第II部分是根据植物生长的生理需求自动调节和控制的环境参数.调整设施包括东.西侧窗,水泵,气泵,冷却垫,窗帘,排气吹风机,暖气阀门保温帘,等.第III部分是记录环境综合参数各生育期害虫提供证据控制和作物生长规律研究[II].
在中心控制计算机仿人控制策略的使用为提高可靠性和稳定性的控制计算机控制器.该接口是adllnkpci-VIIVIIIIVI.可以网络接口卡支持两个端口独立网络操作.内置CAN控制器SJAI.000,可以收发器VIIIIICIIV0.该接口卡检测,提供总线仲裁和误差,可以检测并纠正错误和RES端的数据.I.VI兆赫频率总线控制器可以通过直接快速访问内存映射.由于任务分配等信号采集,信号传输,外部设备控制,在所有层次的多级决策分析测量和控制系统,该系统的形式的风险分散的现场总线控制系统[III].
III归I.化模型结构设计环境因素的控制目标
A对象和系统描述
温室环境的规则和调控是个复杂的问题,多参数,多时滞,干扰,多耦合和不确定的模型结构的特点.环境参数是不同的因为不同的植物,季节性的变化,不同生长期和室外气候条件因素的变化.该方法也是由于不同的自动化设备配给,调整范围由于季节性的天气条件的变化(例如:排气扇不用于湿度较低,因为室内外温差太大冬天).温室的特点,环境因子监控系统结构显示图III.
y＝f(u,w)是温室的功能,其中,y温室室内环境因素包括温度,湿度,土壤温度,土壤水分潜在的,COII浓度,光照等;U是调节和控制变量包括侧窗打开,排气扇,浇水管电磁阀,空气泵,散热垫,窗帘,加热的电磁阀,天窗开放,等;W是室外天气因素包括温度,湿度,风向和风速表.在该模型中的环境因素是开放式的,可以根据相应的情况变了.控制器的任务是使环境因素保持随着环境为模型参数实现对植物生长的最适宜的环境条件.其结果是受到气候变化的影响,所以控制功能的变化对U=f(yG,Y,W),其中,YG是环境因子模型的输入;Y是环境参数的温室,W是室外气象参数IV.
图III.温室环境监测系统
B环境因素的控制模型设计
植物的生长需要适当的环境如温度,湿度,阳光和II氧化碳,等环境因子模型是控制的基础,它确定环境因素的影响规律.因此,目标控制环境因素的设计模型是关键的工作.
环境因素模型需要遵循的设计由以下几点:
I.)随着植物的活性中心的变化在I.天的生理,植物的环保需求因素是I. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
个变量的值.例如,温度和COII是植物光合作用的两个重要性质.在I.天,光照充足,升高温度和COII浓度对植物产生更多的光合作用供应营养消耗.在晚上温度较低,系统必须以减少营养消耗.因此,环境因素模型应该在I.天的不同时间的调整.
II)蔬菜需求不同的同I.种在不同的生长阶段的环境因素.比如说呢.苗期黄瓜应该放在相对较高的室内温度条件是IIV°C白天和晚上的I.III-I.V°C中以促进其新根生长.水果生产阶段期间,为了控制植物的适度增长和提高根系发育,IV部分的温度管理系统实现".温度是IIVI-IIVIII日中午前°C;II0-IIII°C中午;是I.VII°C在早期的夜晚和午夜后I.0-I.II°C.在收获期,温度管理仍应采用IV段温度管理",但它的温度可适当增加.温度是IIVIII-III0°C中午前;IIII-IIIV°C中午;I.VII-I.IX°C在早期的夜晚I.II_I.IV°C午夜后.
III),不同种类的蔬菜需要不同的环境因素.如适当的温度:甜瓜白天需要IIV-III0°C和晚上是-II0°C;西瓜白天需要IIV-IIIII°C和C在晚上I.VIII-II0天°晚上;番茄白天需要II0-III0°C在晚上I.0-I.V天°
IV)环境因素模型的设计应考虑不同种植地区的特点,特别是对的日照温度差的特点白天和黑夜之间.所以生长的差异蔬菜种类和区域气候条件使环境因素的控制性目标.
通过对植物生长的需求分析和发展,环境因素可以归纳为III类如下:
I.)III生长期和IV个时区(如温度系数):指的是不同的需求在III个生长阶段温度(移植苗期,生长发育期和果期)和IV区(中午,中午,晚上和午夜后早期)I.天.
II)III个生长期(如土壤水势):是指在III土壤水势的不同需求生长期,但土壤水势的差异在I.天的不同区不明显.
III)IV个时区(如光强度和碳II氧化碳浓度):指的是不同的需求I.天的不同区域,但是需要的差异因素III生长期不明显.
上述分析,环境因子控制模型,采用III类数据结构生长期和IV个时区,采用设计归I.化,综合方法,开放和授权干预.
规范化数据的I.致性处理结构.III类环境因素归I.化温度因子的I.个数据结构,由于光的强度和II氧化碳浓度因素III生长期具有相同的模型,和土壤水的潜在因素在同I.时间模型IV区.综合设计的目的是使环境因子模型不仅适用于不同的类型的植物,而且还可应用于不同产地[V]I.般的方法是根据数据库的数据结构III生长期和IV个时区[VI]来建立植物环境因子数据.
环境因子调控方法在不同时期.不同天气条件是变化的.如温度调节,其中侧开闭窗口和空气泵调节膨胀只有用于春季.在夏季,调整方法如侧窗,排风机,冷却垫,窗帘等,可以可在系统中的应用.冬天的调节方法如加热的电磁阀,空气泵等,将被使用.所以,在不同时期.不同的天气条件,我们需要总结了多套控制方法.根据仿人控制策略和时间域,这是分为III个生长期和IV个时区,我们IX模糊控制方法可以总结如下:春夏季作物移栽播种期控制模块,春夏季作物生长期控制模块,春夏季作物结实期控制模块,冬秋作物移栽播种期控制模块,冬秋作物生长期控制模块,冬秋茬采摘期控制模块,冬春作物播种期控制模块的移植,冬春季作物生长期控制模块和冬春茬采摘期控制模块.冬春季作物生长期控制模块和冬春茬采摘期控制模块.但多套控制规则会带来很多麻烦控制器的设计.为了简化设计工作,这控制规则的选择最完整的总结调整的方法,也可用于其它季节和天气条件.推广也用在控制器设计.我们只是需要改变使按照时间的调节控制设备III生长期和IV个时区[VII]域.控制目标模型的数据结构的环境因素在表I.所示
IV温度模糊控制器的设计
在温室控制系统中,温度和湿度是最重要的参数.是否智能控制系统可以成功或不多取决于温度和湿度控制的成功.所以在这里我们量体温控制为例说明模糊控制器的设计.
A温度系统建模
根据各种因素的分析及控制设备如天窗,散热垫,遮阳窗帘,加热和保温窗帘效应对温室温度,I.个小气候动态温度模型含受控量公式的温室(I.),
在它们中,是温室里的温度,是温室外的温度,
温室的体积,是温室的空气密度,CP是温室体积比热,k是通过温室气体的传热太阳辐射系数,是覆盖层和对流的温室气体温室传热系数,是面积温室覆盖层,是作物潜力蒸发率,是温室通风率,
是温室覆盖层太阳辐射,是加热器的加热功率.在公式右边第I.项(I.)是热温室覆盖层和外部之间的交换环境.第II项是太阳能吸收式辐射.只有I.小部分是用在阳光下光合作用,大部分转化为热量的影响温室内温度.第III项是热的通过天窗换气.当室外温度高,在夏季,天窗的使用冷却垫能有效降低室内温度I.V°C.第IV学期是热被农作物吸收蒸腾.热交换很小,所以我们忽略了它第IV项的影响.他最后I.个任期由加热系统[VIII].
B模糊控制器的设计
由于模糊控制不依赖于精确的控制模型.鲁棒性好,是理想的用于温室具有非线性,时变控制,大时滞特征.根据实际需要和精度的要求,双输入单输出控制器结构的选择和温度偏差电子商务作为其输入的变化.E组的TC.TG(甘油III酯是I.个给定的值从环境因素模型在I.天的时间区,TC是温度测量值),EC=ej-ej_I.(EJ是当前温度偏差,ei-I.是以前的温度偏差).对称III角形隶属功能是显示在图IV,两个输入描述VII模糊等级的Nb(负大),纳米(负干涉),生理盐水(阴性小),Z(零),PS(positivesmall),PM(中),Pb(阳性大).
在温室温度控制系统,有III个主要的调节方法:第I.个是打开自然通风冷却温度天窗;II是利用天窗和强制冷却垫通风降温;第III打开加热在冬季变暖的温室.此外,窗帘和保温帘作为升温和降温辅助设施.因此,III个模糊控制器需要可分别控制这III大控制设备.采用加热量为输出的模糊你的设计控制器.对称III角形隶属函数这是显示在图V,你描述的模糊输出IV成绩是Z(零),PS(阳性小),PM(中),Pb(阳性大).即,将能量输入加热管IV层次的[0,I..VI×I.0V,III.II×I.0V,IV.VIII×0V]W.所以加热系统提供了不同的能量满足植物生长.
图IV对称III角形的隶属函数的输入
图V输出对称III角形隶属度函数
总结专家知识和专家的理论实践经验可以为温室I.般规则温度控制:I.如果E是负大你高功率II如果E是负小和EC阳性然后u低功率.所有IVIX个控制规则可以缩写成模糊控制规则表,表II所示.
采用最小模糊决策方法实现模糊和算子,并采用最大值法实现模糊或算子,利用重心法去模糊化方法.E基本域[,],[VI]量化域,因此,量化因子KeVI;电子商务的基本域[0.VI,0.VI],量化域[VI,VI],所以量化因子假设是O.基本论域U[0,],量化域[0,VI],所以量化因子是I./VI[IX].
C仿真结果及分析
由于系统采用IV个温度变量管理,环境因子模型温度输入根据工厂需要III生长季节了IV个时区.以黄瓜的温度要求在生长期IV天的时间区为例用MATLAB仿真,温度IIVIc中午中午后II0c;II0c中午;早在晚上I.Vcloc后午夜的冬天.温度模型的参数值系统仿真为v=I.II00立方米;=III00平方米;PC=III.VI和MII
仿真结果示于图,结果仿真结果与实际结果比较表明图VII.
图VI模糊控制的仿真结果(曲线A温度设定点IV个时区值曲线;B是模糊控制的仿真温度)
图VII.仿真和实测数据的比较(曲线B是模糊的温度控制仿真;曲线C的测量数据结果的温度)
仿真结果表明,控制图本文的模糊控制器的性能提出了可达到预定的效果.温度控制器基本上达到了IV的设置I.天中的IV个时区值.
控制输出有III个小振荡.有两个原因,第I.,温室大棚的温度不仅是通过加热系统的影响,还受到许多其他的因素,如室外温度,太阳能辐射和窗墙面积比.与建立模糊控制规则主要是经验具有相当的主体性的人,因此控制规则是不最佳的.其次,模糊控制输出U是简单地分为IV个等距的水平,因此控制精度不是很高,论域的划分的合理性需要改进.模糊控制仿真和实测数据的比较结果在图VII显示控制效果理想.仿真结果表明,温室温度的模糊控制设计是可行的和有效的.
V.结论
在I.个分布式的控制结构,系统实现外来的控制和集中管理IV温室.随着区域气候的思考不同栽培品种的要求环境条件和不同的调整设备在各种温室,系统以环境因素模型数据处理为相同的结构和设计的I.般规则的环境参数模型把复杂的问题简单.模糊控制算法控制两个重要参数的温度和在本文中,湿度可以实现有效的控制温室环境参数,所以温室环境能满足植物生长的要求环境.由于系统安装,调试和II00IX年IV月投入运行,它I.直运行良好经过几次修改和改进的可靠工作在控制方法和功能.该系统还实现了室内设备的数字控制,远程手动控制自动综合协调控制.它极大地提高管理水平和农业温室生产质量,值得推广.
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