發(fā)布時(shí)間：2020-04-04 21:18

【摘要】：我國(guó)是世界上第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó),改革開(kāi)放以來(lái),水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)更是取得了迅猛發(fā)展。相對(duì)于目前國(guó)內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模,以及國(guó)外漁業(yè)設(shè)備的技術(shù)水平,我國(guó)的漁業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展相對(duì)滯后,機(jī)械化、智能化程度較低,尤其在投飼方面。國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的人工投飼方式主要是使用鐵鍬等工具拋灑飼料,不能保證投喂的均勻性。這種方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,勞動(dòng)強(qiáng)度大,甚至浪費(fèi)飼料,污染池塘水質(zhì),影響魚(yú)類的生長(zhǎng)發(fā)育。隨著漁業(yè)機(jī)械的推廣,投飼機(jī)廣泛使用,并逐步代替手工投飼。這種簡(jiǎn)易自動(dòng)投飼機(jī)普遍存在定時(shí)不準(zhǔn)、儲(chǔ)料量小、穩(wěn)定性弱,投飼效率低等問(wèn)題。因此相關(guān)研究單位或企業(yè)先后提出自動(dòng)投飼系統(tǒng)的設(shè)計(jì),但大多適用于網(wǎng)箱養(yǎng)殖或室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖,對(duì)于普通池塘的自動(dòng)投飼系統(tǒng)的研究鮮有提及。本課題的主要內(nèi)容正是研發(fā)一套適用于普通池塘的自動(dòng)化、全天侯、長(zhǎng)周期作業(yè)的投飼控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要內(nèi)容是智能投喂技術(shù)研究和投飼控制方法研究。投喂技術(shù)主要包括養(yǎng)殖對(duì)象的生長(zhǎng)模型構(gòu)建和投飼計(jì)劃制定:投飼率、投飼次數(shù)和投飼時(shí)間等。投飼控制主要通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)投飼機(jī)的自動(dòng)操控和對(duì)傳感器信號(hào)反饋的處理。本研究的智能投喂技術(shù)主要針對(duì)復(fù)雜的池塘養(yǎng)殖系統(tǒng),它受到養(yǎng)殖水體、投餌方式以及氣候條件等多方面因素的影響。而養(yǎng)殖對(duì)象需求的投飼量與多種因素有關(guān),如水溫、PH、溶氧等水質(zhì)參數(shù),大氣壓、太陽(yáng)輻射等氣象參數(shù)。各種變量不是相互獨(dú)立的,它們之間存在相互的耦合關(guān)系,很難建立精確有效的數(shù)學(xué)模型。無(wú)論是經(jīng)典控制理論還是現(xiàn)代控制理論,傳統(tǒng)的控制方法都很難取得良好的控制效果,其特點(diǎn)具體表現(xiàn)在非線性、實(shí)時(shí)變化以及多環(huán)境變量耦合。因此本系統(tǒng)采用模糊邏輯控制的方法。模糊控制器設(shè)計(jì)中,水溫(SW)、溶氧(RY)和魚(yú)體規(guī)格(GG)作為模糊輸入變量,投飼率K、投飼修正度R以及投飼次數(shù)C作為輸出模糊變量,解模糊的方法為平均最大隸屬度法(mom),模糊關(guān)聯(lián)規(guī)則為SW和GG對(duì)應(yīng)K和C,SW、RY對(duì)應(yīng)R。實(shí)現(xiàn)投飼的智能控制,本文首先分析了用戶需求和功能需求,構(gòu)思了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和技術(shù)路線。總結(jié)出系統(tǒng)主要的功能有:精準(zhǔn)定時(shí)、投料計(jì)重、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),無(wú)人值守以及可根據(jù)外界環(huán)境實(shí)時(shí)應(yīng)變。結(jié)合PLC技術(shù),根據(jù)控制系統(tǒng)的整體情況,按功能把整個(gè)控制程序劃分成多個(gè)部分,繪制出系統(tǒng)程序流程圖來(lái)清晰的表明各動(dòng)作的順序和條件,再根據(jù)S7-200指令集將前面步驟的程序流程圖用PLC編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。最后開(kāi)展5個(gè)月周期的羅非魚(yú)池塘養(yǎng)殖試驗(yàn),對(duì)投飼系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行、調(diào)試和觀察。結(jié)果表明,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。智能投飼系統(tǒng)運(yùn)用更為先進(jìn)的投飼控制方法,解決了傳統(tǒng)投喂方式的各種疑難雜癥,是現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合養(yǎng)殖的新的嘗試,為今后的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)智能化發(fā)展提供有力的支持和推進(jìn)。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S969.31

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本文編號(hào)：2614085