基于类别的温室温、湿度模糊解耦控制

温、湿度是影响作物生长的主要因素,耦合作用强,难以控制。通过数据挖掘,利用采集的温室内、外温度及室内湿度数据对温室状态进行分类。提出一种基于各类别中的温室温、湿度变化率相关性进行模糊解耦控制。分类别设计解耦参数和变论域模糊控制,能够减弱振动、更精确地实现温室温、湿度的控制。     

基于LabVIEW的温室大棚温、湿度解耦模糊控制监测系统设计与实现

温室环境系统是一个多变量、非线性、时变和滞后的系统,各变量之间具有耦合关系,很难建立精确数学模型。其中,温度和湿度的变化是最基本因子,对作物影响最为显著。为此,系统通过有限状态机机制,调用Lab-VIEW中PID Control Toolkit下的Fuzzy Controller子VI,采用模糊控制策略,建立模糊控制系统模型并设计模糊控制器,引入解耦参数,实现了系统温、湿度解耦控制。相对于温、湿度单独控制,系统监测精度有所提高。当温、湿度分别为27.5℃和55%时,结果表明该系统温、湿度变化超调量较小,模糊控制过程较平稳,达到了作物生长环境需求。     

The Sun's role in climate variations

Is the Sun the controller of climate changes, only the instigator of changes that are mostly forced by the system feedbacks, or simply a convenient scapegoat for climate variations lacking any other obvious cause? This question is addressed for suggested solar forcing mechanisms operating on time scales from billions of years to decades. Each mechanism fails to generate the expected climate response in important respects, although some relations are found. The magnitude of the system feedbacks or variability appears as large or larger than that of the solar forcing, making the Sun's true role ambiguous. As the Sun provides an explicit external forcing, a better understanding of its cause and effect in climate change could help us evaluate the importance of other climate forcings (such as past and future greenhouse gas changes).     

基于NARX 神经网络的日光温室湿度预测模型研究

在日光温室湿度预测模型建模中,由于输入因子间存在复杂耦合关系以及冗余的条件属性,导致网络训练难以收敛且精度不高.选用影响日光温室湿度的环境因子组成数据样本,采用主成分分析方法对样本集进行解耦降维处理,以采用主成分分析后的数据样本作为输入,以日光温室内湿度作为输出,采用贝叶斯正则化算法构建NARX神经网络模型,对日光温室湿度进行预测.仿真结果表明,基于NARX神经网络建立的预测模型具有很强的非线性动态描述能力,能够对室内湿度值做出准确的预测.     

基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算系统建立

 【目的】建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,实现中国温室的动态区划,明确中国温室作物周年生产光热资源与能耗分布状况。【方法】针对温室作物生产特点,确定10个温室气候区划指标,采用模糊C-均值聚类方法进行气候区划,并建立基于光热资源的中国温室气候区划系统。将温室气候区划系统与温室作物周年生产能耗预测模型相结合,建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,并以Venlo型玻璃温室及温室主栽作物黄瓜和番茄作物为例,利用中国621个标准气象站30年(1971—2000)的逐日气象资料,对系统进行应用实例分析。【结果】系统将中国区划为温室作物生产适宜、次适宜和不适宜3个一级区域和9个二级区(每个一级区分为I级、II级、III级区)。适宜区的特点是一年中适宜温室作物生产时期长,温室冬季加温能耗低,决定温室作物生产经济效益的主要因子是适宜温室作物生产时期的总太阳总辐射量。次适宜和不适宜区的特点是温室冬季加温时间长、能耗高,夏季降温能耗少,决定温室作物生产经济效益的主要因子是温室需要进行加热时期的负积温。【结论】本研究建立的系统一方面可以根据历史气候资料年代的变化进行温室气候动态区划,明确不同气候区温室作物生产光热资源分布动态,另一方面可以应用于计算不同类型温室和不同作物在不同温室温度控制目标下,各个温室气候区域的温室作物周年生产能耗,为中国不同类型温室投资风险评估、以及从能耗角度优化温室结构设计和环境调控提供理论依据与决策分析工具。     

具有农业专家功能的温室自动控制系统

设计了一套能实时控制农业种植温室内温度、湿度、光照度及CO2 浓度等参量的测控系统 ,该系统安装了农艺专家管理程序 ,能给出不同时期作物生长所需要的最佳环境参数 ,并自动生成合理的控制方案 ,实现了人造气候的智能化管理。     

基于PLC花卉种植温室小气候控制系统的设计

为实现对温室温的湿度和光照度等多项环境指数的智能化控制,有效地保障花卉的健康生长,针对花卉等植物在不同生长周期及单日不同时段对温室环境条件的要求,采用智能控制技术进行分季节控制模式的温室小气候控制系统设计。该系统控制核心由西门子S7-200SMART系列PLC和MCGS触摸屏组成,其能实时准确地采集温室温湿度和光照度等环境参数,上传至触摸屏进行分析、处理和集中化管理,并根据不同季节、生长周期及单日内不同时段自动调节温室环境,实现温室在多种模式下的自动控制,使温室环境保持在花卉的最佳生长条件范围内。     

农业大棚温湿度监控系统设计

为了提高农业大棚的自动化程度和生产效率,设计了一种农业大棚温湿度监控系统。该系统以AT89S52单片机为控制核心,采用性价比较高的温湿度传感器,实现了对农业大棚温湿度的测量与控制。针对不同的作物,可以通过键盘设定环境温度和湿度的上、下限值。当检测到温湿度参数越限时,系统启动声音报警,并通过输出继电器控制执行机构对温湿度进行调节。系统软件采用C语言进行设计,并且实现了模块化设计。该系统具有检测精度高、运行可靠、使用方便等特点。     

蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计

针对目前蔬菜大棚人工控制的不足,设计了蔬菜大棚温湿度智能控制系统。采用模糊控制理论,对PID参数进行实时校正,使系统控制性能处于最优控制状态,实现对蔬菜大棚温湿度的精确控制。试验和实际运行表明,该系统运行可靠,自动化程度高,有利于蔬菜大棚的智能化和统一化管理。     

Constrained predictive control of a greenhouse

A scheme for temperature control of a greenhouse is presented. The present work proposes an approach based on a combination of two different control schemes: Feedback Linearization (FL) and standard linear Model Predictive Control (MPC), using their advantages. The treated greenhouse is considered a non-linear Single-Input–Single-Output process and subject to strong external disturbances. Since the methodology used for solving the MPC + FL approaches generally leads to an optimization problem subject to state-dependent non-linear constraints, an alternative for its implementation is discussed. Two control techniques are compared, namely MPC + FL and Non-linear Model Predictive Control (NLMPC).     

小型温室环境监控系统的研究

日光温室可以为作物提供最佳的生长环境,使作物生长不受时间和地域的限制。设计了一种小型温室环境调控系统,实现可调可控适宜作物生长的温室环境。该系统由环境控制器、作物生长影像仪和上位机软件组成。控制器采用PLC实现,通过控制器采集空气温度,空气湿度,土壤温度和土壤水分等环境信息,控制加热器、加湿器、卷帘、湿帘、水泵、风机、微喷、通风和补光灯等执行设备,达到现场调控温室环境的目的;作物生长影像仪通过定点摄像头扑捉作物生长图像,观察作物生长态势;上位机软件主要用于实现远程控制、历史数据查询与数据导出等功能。该系统经过试验验证,可以实现温室环境的温湿度调控。     

电子节气门鲁棒滑模控制仿真研究

针对电子节气门系统的非线性环节和外部干扰复杂多变的问题,结合电子节气门的结构特点,建立了电子节气门数学模型,提出了一种基于指数趋近律的非线性鲁棒滑模控制,并对其进行了控制仿真.实验结果表明,基于指数趋近律的滑模鲁棒控制不仅能满足快速到达期望节气门开度,实现高精度控制等要求,而且可以增强电子节气门系统对外界干扰的鲁棒性.     

育秧大棚温湿度控制系统设计

根据我国育秧大棚的设施水平低、自动化程度不足等问题,进行了育秧大棚温湿度控制系统的设计,从而自动、快捷地控制光照程度和温湿度。控制系统的软硬件设计包括主控回路、温湿度采集、温湿度调节等部分,分别给出了具体的设计方案。该系统自动化程度较高,并且满足了育秧农户自动化的需求,具有推广价值。     

FPGA在温、湿度监控系统中的应用

文章简述了模糊控制理论,介绍了一种基于FPGA的温、湿度监控系统模糊控制器,可以对粮仓、温室等温、湿度参数进行较为精确的控制,对温、湿度监控系统的智能化具有较为深远的意义。     

三相电压型PWM整流器的改进控制策略的研究

首先从现有三相PWM整流器d-q模型出发，采用电网电压、d-q轴电流的前馈补偿技术，得到一种通用的矢量解耦控制策略．然后根据频域分析法，得出了整流器的一阶惯性模型，并推导出系统的频域控制模型．为了提高系统的动态性能，提出一种新型的负载电流前馈控制方案．该方案认为负载电流对系统而言是一个外部干扰信号，并根据控制系统的频域控制模型得出了对该干扰信号的最佳补偿，对其进行拉氏逆变换后整定为一单位脉冲函数，并将它加在d轴指令电流输出环节，大大提高了系统对指令电流的跟踪能力．最后仿直验证了该前馈控制方案的正确性。     

不同天气条件下温室番茄栽培环境因子的变化特征研究

[目的]研究南疆干旱气候区春季沙尘频发期,不同天气条件下温室内番茄栽培环境因子变化特征,为合理调控戈壁温室内环境因子,指导温室番茄生产提供依据.[方法]采用无线远程环境监控系统监测典型的晴天、多云和沙尘天气温室内温度、湿度、光照、土壤温度的日变化,对温室内环境因子变化特征进行分析.[结果]温度和光照强度日变化在晴天呈明显的“双波峰型”曲线,多云、沙尘天气则呈“单波峰型”,三种天气条件下气温、土壤温度变化均能达到番茄生长发育的适宜温度范围.晴天、多云天气光照强度完全达到番茄生长发育光强的需求,沙尘天气对温室内光强影响较大,日最高光强为29.3 Klx.晴天天气湿度早晚下降的幅度远比沙尘、多云天气小,其变化范围在26.2;～61.1;,沙尘天气湿度下降相对滞后.[结论]南疆早春茬沙尘频发期气温、土壤温度变化均能满足番茄生长发育的适宜温度.沙尘天气通风应使降湿与保温互相兼顾,及时清除棚膜上的尘土,改善温室内光照条件.晴天及时通风降温降湿.     

基于嵌入式技术的温室小气候智能化控制系统

介绍以嵌入式技术为基础的全天候温室智能化控制系统,监测、控制对象为温室的温度、湿度、CO2浓度、光照强度以及其他预留扩展功能,达到节约生产成本、发展绿色农业的目的。     

基于热交换的漂浮育苗温室除湿系统研究

基于热力学第二定律,设计了热交换式漂浮育苗温室保温除湿系统。该系统主要由热交换换气机和环境监控系统组成,通过将温室大棚外新风与棚内空气强制对流交换进行换气除湿,使新风温度升高,实现温室热能回收。环境监控系统可现场和远程了解温室大棚内部环境和除湿系统工作状态,实时自动对温室湿度进行调控。将系统应用于烟草漂浮育苗温室,运行结果表明,系统具有良好的保温、除湿能力,试验大棚较对照大棚平均相对湿度降低6.7%,系统平均热回收效率为59.35%,烟苗平均茎高增加0.4 mm、茎围增加0.6 mm。     

温室环境机电控制系统设计

本文在总结分析了温室智能控制技术的基础上,设计了以8031单片机为核心,并扩展8155I/O芯片的日光温室环境机电控制系统的软件部分。该系统在初始设定的基础上,对温室内温室、湿度、光照实现自动控制。     

基于碳足迹视角的湖北省蔬菜生产可持续发展探讨

在温室气体的累积排放导致全球增温趋势明显,人类生存面临挑战的气候环境条件下,研究蔬菜生产碳足迹,对于控制蔬菜生产温室气体排放,缓解气候变化与蔬菜生产可持续发展的矛盾具有积极意义。基于IPCC国家温室气体清单指南,运用过程生命周期评价法、动态评估及多元回归分析,对湖北省2003-2013年蔬菜生产系统碳足迹进行了核算。结果表明,湖北省蔬菜生产系统碳足迹由2003年的116.05万t CE增长到2013年的142.81万t CE,增加了23.06%。各生产投入品温室气体排放碳足迹排在前3位的为肥料、农药和排灌电能,分别占总排放碳足迹的58.07%、18.47%、9.03%。2003-2013年土地利用碳强度保持在0.97-1.29 t CE/hm2;单位产量碳强度从2003年的37.06 kg CE/t提高到39.91 kg CE/t,收益碳强度从2003年的0.10 kg CE/元降低到2013年的0.02 kg CE/元;碳生态效率从2003年的1.87降低到2013年的1.73。多元回归分析表明,湖北省蔬菜生产系统温室气体排放碳足迹与肥料用量、农药使用量、排灌电能三者间存在显著的线性相关,其相关性分别为0.571、0.341和0.228。根据分析结果,提出了强化科学施肥力度,提高土地规模化经营水平;推广生物防治,建设绿色防控体系;推广节水灌溉技术等可显著减少温室气体排放的策略。