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- 溫室智能控制系統(tǒng)的模糊控制應(yīng)用發(fā)表日期:2014-06-25 來源:托普物聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù):3630次溫室在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用越來越顯得重要,人們對(duì)其進(jìn)行研究,主要是對(duì)影響作物生長的環(huán)境因子進(jìn)行控制及調(diào)節(jié),溫室智能控制系統(tǒng)的研發(fā)也是需要在此依據(jù)之上的。這主要還是為了能夠讓作物在適宜的環(huán)境中生存,取得最佳的效益。但是,因?yàn)闇厥噎h(huán)境的系統(tǒng)是一個(gè)多變量的、大慣性的非線性系統(tǒng),所以很難對(duì)其建立精確的數(shù)學(xué)模型。只對(duì)溫度單因子進(jìn)行了控制,并不能很好地將綜合因素考慮在內(nèi)并加以控制。不能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變化。
模糊控制屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的一種形式。因此,模糊控制系統(tǒng)的組成類同一般的數(shù)字控制系統(tǒng)的組成。模糊控制系統(tǒng)一般可以分為4個(gè)組成部分:模糊控制器、輸入或輸出接口裝置、I/O接口裝置、傳感器。光合作用與溫室環(huán)境中的光照、二氧化碳、水都有直接的關(guān)系。事實(shí)上,在溫室環(huán)境中影響光合作用的因素有很多,主要包括光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度、水分和植物體內(nèi)部因素,如葉齡、葉綠素以及光合產(chǎn)物從葉片運(yùn)出的速率等。
其中前4種屬于溫室環(huán)境因子,是溫室環(huán)境控制的主要對(duì)象。而土壤物理化學(xué)環(huán)境中各因素之間的交互作用關(guān)系沒有氣候環(huán)境中的復(fù)雜,而對(duì)光合作用的影響是間接的。于是,可以從這個(gè)角度去建立層次分析法中的判斷矩陣,決策層則選取凈光合速率。而影響光合速率的因素,我們選取光照強(qiáng)度、溫度、濕度、二氧化碳濃度、植物體內(nèi)葉綠素、土壤中礦物質(zhì)含量為方案層。當(dāng)每天不同的時(shí)間段下,當(dāng)時(shí)天氣情況下的光照強(qiáng)度為一個(gè)不可控影響因子,也就是理論上的最優(yōu)值是不能夠取到的,就要根據(jù)給定的當(dāng)天光照強(qiáng)度來找到與之對(duì)應(yīng)的溫度和濕度,得到最優(yōu)值之后,與當(dāng)前值進(jìn)行比對(duì)進(jìn)行模糊控制。
就生菜的溫室智能控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,首先利用層次分析法得到影響生菜生長的主要因素,然后,利用模糊控制規(guī)則及最優(yōu)化方法得到生菜生長的函數(shù),最后針對(duì)某一光照下,利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)節(jié)生菜的溫濕度。實(shí)際結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有較好的適應(yīng)性,能夠較好地滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。