針對傳統(tǒng)作物灌溉忽視氣象環(huán)境等外界因素對作物需水量的影響,造成灌溉需水量計(jì)算誤差,以及普通反饋控制存在超調(diào)量大等問題,提出將農(nóng)業(yè)灌溉與土壤墑情、外界環(huán)境信息相結(jié)合,通過模糊PID控制智能決策灌溉用水量,結(jié)合可編程控制器與變頻器實(shí)現(xiàn)按需精準(zhǔn)灌溉。通過在Simulink建立模糊PID控制模型,經(jīng)過MATLAB仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明,與普通PID控制相比,模糊PID控制的超調(diào)量減少了26%,響應(yīng)時(shí)間縮短2.7s,響應(yīng)速度更快、精度更高。研究對于提高水資源利用率和農(nóng)業(yè)灌溉自動(dòng)化程度具有積極作用。 

【文章來源】：自動(dòng)化應(yīng)用. 2020,(09)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

智能化精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)組成框圖

模糊決策的核心器件是模糊控制器，控制器結(jié)構(gòu)如圖2所示，控制規(guī)則由PLC程序?qū)崿F(xiàn)，控制過程為：（1)PLC將采集得到的土壤墑情值和外界環(huán)境數(shù)據(jù)，計(jì)算得到土壤灌溉需水量；（2）將灌溉需水量與給定閾值相比較得到誤差值e;(3）前一時(shí)刻的誤差值與當(dāng)前誤差值相減得到誤差變化率ec;(4）將e和ec模糊化處理后得到集合E和Ec;(5）經(jīng)模糊推理的三個(gè)控制器參數(shù)送給PID控制器，輸出經(jīng)PLC整定參數(shù)，作用在被控對象上，實(shí)現(xiàn)對灌溉用水量的模糊控制。2.2 模糊規(guī)則表

從圖4可以看出，采用模糊PID控制的超調(diào)量為0.085，調(diào)節(jié)時(shí)間為9.5s，相同參數(shù)下的PID控制方法，超調(diào)量為0.115，調(diào)節(jié)時(shí)間為11.2s。通過對比可以得出，采用模糊PID控制器與普通PID控制器相比，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短了1.7s，超調(diào)量減少了26%，系統(tǒng)響應(yīng)更快，超調(diào)量抑制效果明顯。圖4 模型輸出響應(yīng)曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]農(nóng)田灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 潘光良,李軍,王斌鵬,孫玉霖.  齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]肥水耦合對鹽堿地水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響[J]. 劉曉亮,齊春艷,侯立剛,劉亮,馬巍.  東北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(06)
[3]基于ZigBee的農(nóng)田智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 陳艷麗,謝芳.  中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]不同灌溉方式對干旱區(qū)棗樹樹干液流特征及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 程平,李長城,李宏,張志剛,劉幫,孫明森.  浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(01)
[5]雙閉環(huán)模糊控制在石化廢水處理中的研究[J]. 劉曉艷.  環(huán)境科技. 2016(05)
[6]基于PLC的微灌變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 李浩,李金山,段福義,韓啟彪,孫秀路,孫浩,陳震.  中國農(nóng)村水利水電. 2015(04)
[7]我國節(jié)水灌溉技術(shù)推廣現(xiàn)狀與對策研究綜述[J]. 趙文杰,丁凡琳.  節(jié)水灌溉. 2015(04)
[8]基于KcET0算法的農(nóng)田灌溉節(jié)水自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 彭曉云,高亮,王斌,閆世杰,田新穎.  河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]溫室滴灌設(shè)備控制系統(tǒng)的研發(fā)[J]. 王程民,何時(shí)劍,萬薇.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2013(09)



本文編號(hào)：3237030