試驗溫室溫度混雜控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的典型代表，現(xiàn)代溫室將工程技術(shù)、信息技術(shù)、生物技術(shù)綜合應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，依據(jù)室外氣象條件和所種植作物的生長階段，通過環(huán)境調(diào)控設(shè)備對溫室內(nèi)環(huán)境因子進行有效控制。在溫室內(nèi)各環(huán)境因子中，溫度對溫室作物的影響最大，適宜的溫度不僅直接促進作物生長和提高溫室產(chǎn)量，而且能抑制作物病蟲害的發(fā)生。因此溫度是溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的重要被控因子之一。
　　由于生產(chǎn)成本和控制手段的限制，國內(nèi)溫度調(diào)控設(shè)備大多數(shù)采用開關(guān)控制;或者雖然可以連續(xù)控制

2、，但是缺乏位置反饋單元，無法實現(xiàn)控制量的連續(xù)調(diào)節(jié)。目前，國內(nèi)外對于溫室溫度的控制大多基于連續(xù)系統(tǒng)理論，而忽略了溫室控制系統(tǒng)的離散特性，導(dǎo)致設(shè)備開關(guān)不合理，能量消耗量大。為解決以上問題，本文將溫室溫度調(diào)控系統(tǒng)看作為一類混雜系統(tǒng)，利用混雜自動機理論設(shè)計溫室溫度控制系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了混雜自動機模型的相關(guān)理論，以及該理論在溫度控制方面的應(yīng)用方法。在此基礎(chǔ)上，利用混雜自動機理論的建模方法，設(shè)計了基于實測溫度的溫度混雜控制系統(tǒng)，并分析

3、其確定性和非阻塞性。該控制系統(tǒng)包含夏季和冬季兩種典型模式，離散轉(zhuǎn)移由實時環(huán)境數(shù)據(jù)觸發(fā)。于2014年春季、夏季和秋季采用試驗驗證了該設(shè)計的有效性。
　　夏季模式主要利用自然通風(fēng)、強制通風(fēng)和濕簾-風(fēng)機三種離散狀態(tài)調(diào)節(jié)溫室溫度。本文采用能量平衡法，分析并驗證了各離散狀態(tài)下室內(nèi)溫度的穩(wěn)態(tài)模型，以及各離散狀態(tài)的降溫特性與能耗特性。然后將穩(wěn)態(tài)模型與溫度混雜控制系統(tǒng)相結(jié)合，設(shè)計了基于預(yù)測溫度的溫度混雜控制系統(tǒng)。這種設(shè)計方法完善了溫度控制系統(tǒng)的狀