基于粒子群算法的LED植物光源最优光照区域确定

针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子群算法确定出最优的光照区域。在光照均匀性与面积2个因素的影响比重为7∶3条件下,得到了最优区域是光照平面中央位置面积为21.5462cm×18.1cm的矩形区域,红、蓝光均匀度均达到了0.862 2。与采用传统方法模拟的光照度分布情况对比,结果表明:应用粒子群算法确定LED植物光源的最优光照区域的方法是有效可行的,并且能够自动实现寻优功能。该方法可为LED光源下植物最优培养区域的自动跟踪提供重要的技术支撑。     

基于作物光照需求的温室光调控系统

针对传统的温室光照环境控制方法粗糙、易造成作物光照不足及能源浪费的问题,考虑作物生长对光照的需求,基于光合速率模型,分析环境温度对作物生长光照需求的影响,推导创建了温室补光模型;同时,应用无线通讯技术设计了一个基于作物光照需求的温室光环境远程控制系统,介绍了系统的软硬件结构;最后,针对秋冬季节温室环境在1天内的实际变化情况,对系统的光照调控方法进行验证。结果表明:该方法能够根据环境的实时变化采取不同的光照控制措施,既满足作物生长的需求,又能更有效地利用能源。     

多轨单排复位式巨菌草排种器的设计

由于巨菌草种苗个体间直径差异较大,导致在其短茎扦插繁殖的排种器排种过程中频繁出现卡种及排种不连续等问题。针对上述问题,设计了一种新型多轨单排复位式巨菌草排种器。通过对排种器各关键部件的建模和分析,以及多层复位弹簧的调试,优化并确定排种器各层K值方程,推导出各层滑轨长度及与卡板的角度,成功实现了排种器满载时各层卡板竖直于同一垂面,从而使得储种、排种及导种的有序进行。同时,对排种器质量和体积参数进行了优化,得出体积和质量参数与弹簧弹性系数影响不大的结论,从而可最大限度地利用排种空间,提高单个排种器的储种量。