【摘要】：光是影響植物生長最關(guān)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(diào)控出適合植物生長的光照環(huán)境。植物工廠光調(diào)控裝置是實(shí)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(shè)備基礎(chǔ)。本文針對LED植物光源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(yù)測模型,用于預(yù)測LED植物光源的最優(yōu)光照區(qū)域。通過實(shí)驗(yàn)室植物光源調(diào)控試驗(yàn),驗(yàn)證LED植物光源的光照分布特性及最優(yōu)光照區(qū)域預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和適用性。設(shè)計(jì)基于LED植物光源照度分布特性的植物工廠光調(diào)控裝置及其控制系統(tǒng),對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行靜力學(xué)和模態(tài)分析,研究構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變分布、發(fā)生變形或失穩(wěn)的可能性,獲取結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型,明確在不同動力載荷下的結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)。論文的主要內(nèi)容概括如下：根據(jù)LED植物光源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及LED燈珠的光照特征,創(chuàng)建了紅、藍(lán)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(jià)方法,構(gòu)建了光照區(qū)域優(yōu)劣評價(jià)函數(shù),融合LED燈珠參數(shù)、植物光源結(jié)構(gòu)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(yù)測模型。通過實(shí)驗(yàn)室植物光源調(diào)控試驗(yàn),驗(yàn)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(yàn)證了最優(yōu)光照區(qū)域評價(jià)模型預(yù)測的可行性和適用性。根據(jù)植物光調(diào)裝置的功能要求,設(shè)計(jì)了基于LED植物光源照度分布特性的植物工廠光調(diào)控裝置及其控制系統(tǒng),應(yīng)用有限元軟件對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行靜力學(xué)和模態(tài)分析,研究構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變分布、發(fā)生變形或失穩(wěn)的可能性,獲取結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型,明確在不同動力載荷下的結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)。LED植物光源光照度分布特性及變化規(guī)律的研究,為植物工廠光調(diào)控裝置光源的設(shè)計(jì)與調(diào)控提供理論依據(jù)；基于粒子群算法的LED植物光源最優(yōu)光照區(qū)域預(yù)測模型,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工判斷方法的不足,為植物光調(diào)控裝置自動化控制奠定了理論基礎(chǔ)。植物光調(diào)控裝置及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析,為優(yōu)化植物光調(diào)控裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)動態(tài)特性提供依據(jù),為植物光調(diào)控裝置及其控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供一定的借鑒。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S123;TM923.34

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9 卪弘清;R壷異

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