基于LED光源照度分布特性研究的植物光調控裝置設計.pdf

1、光是影響植物生長最關鍵的環(huán)境因素之一，密閉式植物工廠完全使用人工光源調控出適合植物生長的光照環(huán)境。植物工廠光調控裝置是實現(xiàn)植物生長光照環(huán)境精確控制、提高植物工廠生產(chǎn)效率的設備基礎。本文針對LED植物光源的結構特點及LED燈珠的光照特征，建立LED植物光源的光照度分布及光照均勻度模型，研究LED植物光源光照度分布特性與變化規(guī)律。融合LED燈珠參數(shù)、植物光源結構參數(shù)及光源距離等多源信息，創(chuàng)建基于粒子群算法的最優(yōu)光照區(qū)域預測模型，用于預測LE

2、D植物光源的最優(yōu)光照區(qū)域。通過實驗室植物光源調控試驗，驗證LED植物光源的光照分布特性及最優(yōu)光照區(qū)域預測模型的準確性和適用性。設計基于LED植物光源照度分布特性的植物工廠光調控裝置及其控制系統(tǒng)，對關鍵結構部件進行靜力學和模態(tài)分析，研究構件應力和應變分布、發(fā)生變形或失穩(wěn)的可能性，獲取結構的固有頻率和振型，明確在不同動力載荷下的結構振動響應。論文的主要內容概括如下：
　　根據(jù)LED植物光源的結構特點及LED燈珠的光照特征，創(chuàng)建了紅、藍

3、光組合的LED陣列植物光源的光照度分布模型及光照均勻度模型，分析了不同LED燈珠密集度及光源距離下植物光源的光照分布特性，揭示了光照均勻度隨LED燈珠密集度及光源距離的變化規(guī)律。
　　針對LED植物光源的光照分布特性，確定影響光照區(qū)域優(yōu)劣程度的主要因素及評價方法，構建了光照區(qū)域優(yōu)劣評價函數(shù)，融合LED燈珠參數(shù)、植物光源結構參數(shù)及光源距離等多源信息，創(chuàng)建了基于粒子群算法的LED植物光源最優(yōu)光照區(qū)域預測模型。通過實驗室植物光源調控試驗

4、，驗證了LED植物光源的光照分布特性及光照均勻度的變化規(guī)律；驗證了最優(yōu)光照區(qū)域評價模型預測的可行性和適用性。
　　根據(jù)植物光調裝置的功能要求，設計了基于LED植物光源照度分布特性的植物工廠光調控裝置及其控制系統(tǒng)，應用有限元軟件對關鍵結構部件進行靜力學和模態(tài)分析，研究構件應力和應變分布、發(fā)生變形或失穩(wěn)的可能性，獲取結構的固有頻率和振型，明確在不同動力載荷下的結構振動響應。
　　LED植物光源光照度分布特性及變化規(guī)律的研究，為植