基于变论域模糊PID的水肥控制策略研究

【目的】设计用于三通道灌溉施肥机的变论域模糊比例积分微分（PID）水肥配比控制器，为水肥一体机灌溉过程中水肥配比的精准控制提供支持。【方法】结合自动化技术和智能控制算法，设计变论域模糊PID水肥配比控制策略，通过流量传感器实时监测水肥一体机灌溉过程中的水肥配比，采用变论域模糊PID控制策略调控阀门开度改变吸肥泵的回水量，实现对灌溉溶液中水肥配比的控制，并以蔬菜上海青为对象，通过田间试验对该算法的控制效果进行试验验证。【结果】与传统PID控制系统相比，变论域模糊PID控制系统的水肥配比波动和超调量均较小，到达稳态的时间缩短了5~25 s；变论域模糊PID控制的水肥配比误差不超过5%。田间试验结果表明，与使用传统人工灌溉施肥相比，采用变论域模糊PID控制策略的水肥一体化系统灌溉上海青可以节水14.92%，节省尿素14.68%，节省过磷酸钙12.76%，且上海青的平均全长、株高、开展度、叶片数分别提高了15.86%，17.67%，18.92%和21.73%，产量提高了41.73%。【结论】 实现了水肥一体机水肥配比的变论域模糊PID控制，设计的水肥一体机的性能可以满足实际生产需求。

Irrigation and fertilizer control strategy based on variable domain fuzzy PID