農(nóng)業(yè)發(fā)展每年都是國(guó)家的頭號(hào)關(guān)注點(diǎn),對(duì)于農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展也是世界各國(guó)的焦點(diǎn),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域植物工廠一直是一個(gè)熱門話題。植物工廠是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物,它可以根據(jù)生產(chǎn)作物的不同,利用自動(dòng)化、信息處理等高新技術(shù),為其提供最適的生產(chǎn)環(huán)境,其目的是“以最小的代價(jià),換取最大的收益”。因此吸引了各領(lǐng)域內(nèi)專家學(xué)者的關(guān)注,并且這也是一個(gè)具有實(shí)用意義的課題。植物工廠溫濕度環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多輸入輸出系統(tǒng),其輸入變量之間存在著強(qiáng)耦合、非線性等特點(diǎn),因此如何可以準(zhǔn)確控制植物工廠內(nèi)溫濕度是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文針對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容有:首先,對(duì)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)植物工廠環(huán)境及其控制方式進(jìn)行了介紹,利用機(jī)理法對(duì)環(huán)境控制量進(jìn)行建模,最終得到植物工廠溫濕度數(shù)學(xué)模型。其次,對(duì)溫濕度系統(tǒng)進(jìn)行解耦研究。本文根據(jù)建立好的溫濕度數(shù)學(xué)模型,采用對(duì)角陣解耦方法,對(duì)模型進(jìn)行解耦研究。針對(duì)我校植物工廠的特點(diǎn),進(jìn)行模糊解耦控制器設(shè)計(jì),在控制過(guò)程中加入擾動(dòng)量,觀察控制器控制效果。同時(shí),使用PID控制器與模糊控制器對(duì)溫濕度系統(tǒng)進(jìn)行仿真控制,比較三種控制手段的輸出結(jié)果,發(fā)現(xiàn)模糊解耦控制可以有效消除輸入量之間的耦合關(guān)系,提高系統(tǒng)響... 

【文章來(lái)源】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國(guó)GreenSenseFarms農(nóng)場(chǎng)

植物生長(zhǎng)柜是一種微型植物工廠，是一種新型的、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可以走入平常百姓的家庭、社區(qū)，是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。圖2.1 天職師大植物工廠2.3.1 植物工廠結(jié)構(gòu)組成植物工廠是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中包括：栽培結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、植物生長(zhǎng)柜本體[47]，如圖2-2(a)所示。植物生長(zhǎng)柜采用全封閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，柜子本體采用保溫材料制成，使得柜體內(nèi)外沒(méi)有溫度交換，創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)密室，外界環(huán)境對(duì)柜內(nèi)植物生長(zhǎng)沒(méi)有任何影響。植物生長(zhǎng)柜內(nèi)分三層，每層采用天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)自主設(shè)計(jì)的LED植物照明光源為其進(jìn)行補(bǔ)光，植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分均加入在水培營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)，為植物提供充足的養(yǎng)分。智能控制設(shè)備主要分柜內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和柜外控制器兩部分，柜內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)加熱棒、加濕器、LED植物補(bǔ)光燈、水泵等

9（a）植物生長(zhǎng)柜內(nèi)不環(huán)境 （b）人機(jī)交互屏幕圖2.2 天職師大植物工廠環(huán)境2.3.2 被控對(duì)象的特點(diǎn)植物工廠中環(huán)境變量主要有[48、49]：溫度：溫度是直接影響作物生命活動(dòng)的重要指標(biāo)，溫度過(guò)高或過(guò)低也都會(huì)使植物生命特征生長(zhǎng)發(fā)育不良，是施舍農(nóng)業(yè)環(huán)境控制系的統(tǒng)重要標(biāo)準(zhǔn)。濕度：環(huán)境中的濕度因素主要影響植物生長(zhǎng)過(guò)程中的蒸騰作用，外界濕度的高低影響著蒸騰作用的速率，影響植物的生長(zhǎng)，所以，濕度控制也十分重要。CO2濃度：CO2是植物進(jìn)行光合作用的主要原料，植物通過(guò)光合作用吸收CO2產(chǎn)生氧氣。增加CO2濃度可以有效提高植物生產(chǎn)質(zhì)量，減少植物病，但是CO2濃度較高會(huì)影響溫度變化，抑制植物的生長(zhǎng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于模糊自適應(yīng)PID的植物工廠溫濕度控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉昆.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2017
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[3]智能控制在LED實(shí)驗(yàn)室溫濕度環(huán)境中的應(yīng)用[D]. 陳冠洋.江蘇科技大學(xué) 2015
[4]智能溫室控制算法的研究與應(yīng)用[D]. 邰成.南京郵電大學(xué) 2013
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[6]雙極串聯(lián)式電渣爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制算法研究[D]. 榮亮.東北大學(xué) 2008



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