智能溫室控制算法和數(shù)據(jù)管理的研究.pdf

1、溫室環(huán)境具有許多特點(diǎn)，如時(shí)變性、非線性和不確定性，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，常規(guī)的控制方法(如PID、最優(yōu)控制)的控制效果都不太理想，為了提高溫室控制的精度和水平，本文采用智能控制方法對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行控制。文章的第二部分開發(fā)一種價(jià)格低廉、功能較全，集環(huán)境監(jiān)測(cè)控制、數(shù)據(jù)綜合管理于一體的管理軟件，作為整個(gè)溫室控制系統(tǒng)的一個(gè)有利的輔助，更好的促進(jìn)溫室控制朝著控制智能化、操作簡(jiǎn)單化方向發(fā)展。 第一部分首先設(shè)計(jì)了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，它綜合了模

2、糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力和控制性能。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器不僅能處理模糊信息、完成推理功能，而且具有一些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，例如非線性、自學(xué)習(xí)能力等。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種并行分布式網(wǎng)絡(luò)，它的每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示模糊系統(tǒng)的參數(shù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出通過(guò)權(quán)值連接到下一層的節(jié)點(diǎn)。通過(guò)輸入樣本數(shù)據(jù)對(duì)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，然后采用反向傳播算法對(duì)隸屬函數(shù)參數(shù)和模糊邏輯規(guī)則的權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化，這種并行處理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了隸屬函數(shù)自適應(yīng)性能和模糊規(guī)則的自組織性

3、能。 此外，設(shè)計(jì)了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于對(duì)溫室環(huán)境溫度進(jìn)行建模，并通過(guò)輸入樣本數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所建的模型能很好的反映溫室環(huán)境溫度模型的非線性的特性。 最后對(duì)溫室環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行了部分仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，與PID控制相比較智能控制的超調(diào)量小，穩(wěn)態(tài)誤差有了明顯的改善，后者更適合應(yīng)用于智能溫室的控制中。 第二部分設(shè)計(jì)的上位機(jī)溫室數(shù)據(jù)管理軟件，用Visual Basic6.0作為開發(fā)工具，采用圖形界面

4、、下拉式菜單、彈出式窗口等方便了用戶的操作。通過(guò)對(duì)所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢，歷史數(shù)據(jù)曲線的顯示，數(shù)據(jù)報(bào)表的生成及打印等多項(xiàng)功能；設(shè)計(jì)要求在實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通信的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崟r(shí)的顯示檢測(cè)到的各環(huán)境因子的數(shù)值，同時(shí)將其變化趨勢(shì)用曲線動(dòng)態(tài)的顯示出來(lái)；專家決策和咨詢數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了專家對(duì)于某作物的一系列影響因子的推薦值，管理者既可以參考專家的意見，也可以直接將專家的推薦值傳遞給參數(shù)設(shè)定模塊，用于環(huán)境因子的控制。只要稍作完善，該軟件是