為了實現(xiàn)對池塘養(yǎng)殖水質(zhì)的自動調(diào)節(jié),提高水產(chǎn)品產(chǎn)量與自動化、智能化控制水平。本文設(shè)計了一套集水體多環(huán)境因子自動采集、智能決策、自動及手動控制等功能于一體的池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境因子控制系統(tǒng)。本文主要從以下幾個方面進(jìn)行了研究:（一）分析了池塘各水質(zhì)因子對水產(chǎn)品的作用和自身影響因素,建立了溶解氧、水溫、pH、氨氮等水質(zhì)因子系統(tǒng)動態(tài)模型,并綜合分析了水體關(guān)鍵因子之間的內(nèi)在聯(lián)系以及其與周圍環(huán)境進(jìn)行的物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)移情況,確定了以溶解氧、水溫、pH為本文主要研究對象以及它們的優(yōu)先控制等級,優(yōu)先控制溶解氧、其次水溫、最后pH;（二）系統(tǒng)的總體設(shè)計以及利用MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)了觸摸屏監(jiān)控界面的設(shè)計。系統(tǒng)總體設(shè)計包括傳感器節(jié)點布局,系統(tǒng)總體方案設(shè)計,系統(tǒng)的采集電路,系統(tǒng)硬件選型,PLC電氣控制系統(tǒng)原理圖設(shè)計等;（三）提出了溶解氧、水溫、pH多環(huán)境因子同時控制思路。利用智能控制算法,建立了pH值增量型PID控制系統(tǒng),溶解氧模糊PID控制系統(tǒng)與水溫模糊控制系統(tǒng),并分別在MATLAB環(huán)境下實現(xiàn)了對三者的仿真研究,仿真結(jié)果表明了智能算法的有效性。最后通過對溶解氧與水溫試驗也驗證了智能控制系統(tǒng)的控制性能滿足要求。對... 

【文章來源】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２池塘水體溫度系統(tǒng)動態(tài)模型??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｙｓｔｅｍ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｉｎ?ｐｏｎｄ?ｗａｔｅｒ??

圖２－６池塘水質(zhì)環(huán)境因子綜合作用??Ｆｉｇ．?２－６?Ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ｑｕａｌｉｔｙ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ?ｆａｃｔｏｒｓ?ｉｎ?ｐｏｎｄ??圖２－６中標(biāo)有數(shù)字的連線分別表示以下過程：（１）復(fù)氧作用；（２）大氣溫度對水溫的??影響；（３）水溫對浮游生物的影響；（４）酸堿度受浮游生物呼吸的影響；（５）水溫對酸堿度??的影響；（６）酸堿度受浮游植物光合作用的影響；（７）底質(zhì)釋放磷；（８）浮游植物呼吸作用??生成磷酸鹽；（９）磷酸鹽被浮游植物所吸收；（１０）水溫對浮游植物的影響；（１１）水溫對碳??化物耗氧的影響；（１２）水溫對溶解氧的影響；（１３）碳化合物耗氧；（１４）浮游植物光合作??用產(chǎn)生氧與呼吸作用消耗氧；（１５）底質(zhì)耗氧；（１６）亞硝酸鹽氧化耗氧；（１７）氨氮氧化耗??氧；（１８）氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；（１９）底質(zhì)釋放氨氮；（２０）浮游植物呼吸作用生成氨氮；??（２１）亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；（２２）浮游植物呼吸硝酸鹽；（２３）浮游植物死亡；（２４）碳化??合物ＢＯＤ沉淀；（２５）水溫對透明度的影響；（２６）底質(zhì)對透明度的影響；（２７）酸堿度對??氨氮的影響。??由圖可以看出，溶解氧幾乎處于池塘養(yǎng)殖各環(huán)境因子作用的中心，其次為水溫與??ｐＨ，它們直接或間接的影響著水質(zhì)其他環(huán)境因子，而且當(dāng)它們含量過高或低時會直接??影響水產(chǎn)品的生長，甚至死亡，而造成無法挽回的損失。所以綜上所述，結(jié)合參考國??內(nèi)外文獻(xiàn)，與池塘養(yǎng)殖一線養(yǎng)殖人員以及養(yǎng)殖專家座談得出本文暫只研究溶解氧、溫??度與ｐＨ的調(diào)控，并且得出此三者的優(yōu)先控制等級，當(dāng)水質(zhì)出現(xiàn)問題時，最先控制溶??解氧

規(guī)范的養(yǎng)殖池塘一般具有離水源近、水質(zhì)良好、上游無污染源，土質(zhì)為粘土或粘??砂土的特點，并且符合國家對于漁業(yè)水質(zhì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如養(yǎng)殖水質(zhì)符合ＧＢ?１１６０７－１９８９??的要求，池塘底質(zhì)符合ＧＢ／Ｔ?１８４０７．?４－２００１的要求。典型池塘養(yǎng)殖如圖３－１所示。??■??圖３－１典型池塘養(yǎng)殖現(xiàn)場??Ｆｉｇ．?３－１?Ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｐｏｎｄ?ｓｃｅｎｅ??３．１．２傳感器節(jié)點的布局??傳感器節(jié)點的布置位置，與池塘面積、不同深度等均有關(guān)系。如果只是單點采集，??所測值將很難準(zhǔn)確代表整個池塘各因子的含量，多采集點分布才能實現(xiàn)對水體因子的??準(zhǔn)確監(jiān)測。本系統(tǒng)試驗池塘長約３０ｍ，寬約２０ｍ，環(huán)境條件為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，釆集對象??為水體溶解氧、溫度以及ｐＨ值。傳感器節(jié)點分布如圖３－２所示，共布置有四個采集點，??每個采集點在距水面０．?９ｍ處釆樣［２３】，再通過求平均值法來測量水體因子含量。??１４??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2951841