本文關鍵詞：模糊PID控制在食用菌大棚中的應用研究

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【摘要】：隨著社會的不斷發(fā)展以及科技的進步,將農業(yè)設施與自動化技術相結合的問題也越來越受到重視。在農業(yè)的生產控制中,最普遍的控制對象即為溫室大棚。食用菌大棚即屬于溫室大棚的范疇,只是其中的參數變量會有所不同。食用菌大棚主要受到的環(huán)境影響因素主要分為溫室外部因素和溫室內部因素。其中外部影響因素主要是:氣溫、濕度、太陽輻射等因素。影響溫室內部的因素主要有:進風量的大小、加熱裝置、冷卻裝置、作物的散熱因素、作物的蒸騰作用等。一般情況下,在溫室大棚的控制系統中,最主要的兩個控制對象即為溫、濕度。而溫室中的溫度、濕度這兩個控制對象具有大滯后的特點,并且兩者之間具有耦合性,耦合的大小根據不同的環(huán)境具有不同的數值。本文基于溫、濕度的特點,設計出相應的模糊PID算法。本文首先對食用菌大棚中的溫度以及濕度的變化過程進行分析,而后依照其變化的特點,建立模型。考慮到食用菌大棚的特點,Fuzzy-PID是一種比較優(yōu)秀的控制算法。其過程簡述為:將溫、濕度的變化量反饋到溫、濕度的控制輸入中,使溫、濕度在進行過一定的補償后,反饋輸入到控制器內,以此循環(huán),從而達到控制的目的。最后以Mat Lab仿真軟件對系統控制進行仿真測試,確定該算法的可靠性。結果表明,該算法能夠對食用菌大棚中的溫、濕度系統進行良好的控制。其特點為收斂速度較快,超調量較小,可靠性較高,魯棒性也較強,因而滿足控制系統的要求。
【關鍵詞】：食用菌大棚 溫、濕度控制 模糊PID控制算法 MatLab仿真 風量調節(jié)
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273.4
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題的選題背景及意義12-13
• 1.1.1 食用菌大棚控制系統研究的必要性12
• 1.1.2 模糊PID控制方法12-13
• 1.1.3 Simulink仿真的使用13
• 1.2 國內外研究現狀13-15
• 1.2.1 國外研究現狀13-14
• 1.2.2 國內研究現狀14-15
• 1.3 課題研究的主要內容15-16
• 1.4 本章小結16-17
• 第2章 食用菌大棚環(huán)境特征及控制策略分析17-24
• 2.1 食用菌栽培溫室的環(huán)境特征17-18
• 2.1.1 食用菌大棚種植環(huán)境條件17
• 2.1.2 當地自然環(huán)境特點17-18
• 2.2 食用菌大棚溫室主要參數控制方式18-20
• 2.2.1 溫度控制方式18
• 2.2.2 濕度控制方式18-19
• 2.2.3 CO_2濃度控制方式19
• 2.2.4 光照控制方式19
• 2.2.5 主要環(huán)境因子的控制措施19-20
• 2.3 溫室大棚內溫度，，濕度的耦合關系的分析20-21
• 2.4 溫、濕度控制策略分析21-23
• 2.4.1 溫室環(huán)境特點分析21
• 2.4.2 溫室環(huán)境控制策略分析21-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第3章 基于模糊PID控制理論的溫度控制器模型設計24-32
• 3.1 PID控制器的原理24-26
• 3.2 PID控制算法在實際中的應用26-27
• 3.3 模糊控制器原理27-28
• 3.4 模糊PID控制設計28-31
• 3.4.1 模糊PID概述28-29
• 3.4.2 模糊PID控制算法流程圖29-30
• 3.4.3 模糊PID控制規(guī)則特點30-31
• 3.5 本章小結31-32
• 第4章 SIMULINK仿真分析32-45
• 4.1 仿真工具32-33
• 4.2 仿真環(huán)境SIMULINK33-44
• 4.2.1 PID控制34-37
• 4.2.2 模糊控制37-40
• 4.2.3 模糊PID控制器的設計40-44
• 4.3 本章小結44-45
• 第5章 食用菌大棚中的硬件選擇45-59
• 5.1 變頻器的選擇45-46
• 5.1.1 變頻器的組成45
• 5.1.2 變頻器的控制方式45-46
• 5.1.3 變頻器的選型46
• 5.2 鼓風機變速調節(jié)系統46-47
• 5.3 PLC的硬件選擇47-48
• 5.4 PLC的硬件組態(tài)48-49
• 5.5 PLC的軟件設計49-50
• 5.5.1 程序結構分析49
• 5.5.2 程序設計49-50
• 5.6 S7-300PLC與變頻器之間的通信50-52
• 5.6.1 變頻器的USS通信協議50
• 5.6.2 USS通信協議格式50-51
• 5.6.3 PLC與變頻器的通訊設計51-52
• 5.7 上位機控制系統的通信52-54
• 5.8 模糊PID控制的實現以及通信組態(tài)的實現54-57
• 5.9 變量表的建立及仿真57-58
• 5.10 本章小結58-59
• 第6章 結論和展望59-61
• 6.1 研究工作總結59
• 6.2 工作展望59-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64

【參考文獻】

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本文編號：682117