【摘要】：隨著我國農(nóng)村溫室保有數(shù)量不斷攀升,溫室種植所帶來的經(jīng)濟(jì)效益與便利程度有目共睹,但存在的問題也日益凸顯,尤其是在灌溉用水方面。現(xiàn)有溫室灌溉實(shí)施策略欠缺對(duì)作物實(shí)際水分需求的考慮,缺乏動(dòng)態(tài)適應(yīng)性。而核心控制算法方面,由于溫室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變不易預(yù)測(cè),具有非線性、滯后性等特點(diǎn),這就使得在控制操作執(zhí)行時(shí)存在控制精度低,系統(tǒng)誤差大等問題,水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重,無法體現(xiàn)出溫室農(nóng)業(yè)種植的優(yōu)勢(shì)。因此對(duì)溫室灌溉控制方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),可以在減少人力物力的同時(shí)使水資源利用率得到有效提升,對(duì)改善我國農(nóng)業(yè)水資源浪費(fèi)現(xiàn)象具有重大意義。為了提高農(nóng)業(yè)灌溉用水的使用效率,本文以溫室番茄種植為研究對(duì)象,圍繞灌溉實(shí)施策略與核心控制算法兩部分開展溫室灌溉控制方法的優(yōu)化改進(jìn)研究。首先,結(jié)合農(nóng)業(yè)專家種植經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際種植情況,提出基于權(quán)重的動(dòng)態(tài)多項(xiàng)式擬合算法用以構(gòu)建番茄生長的需水模型。隨后將獲得的需水模型與灌溉的調(diào)虧理論相結(jié)合,選定合理的灌溉閾值,完成灌溉實(shí)施策略的設(shè)計(jì)。接下來介紹現(xiàn)有變論域模糊改進(jìn)算法存在的問題,在此基礎(chǔ)之上提出基于動(dòng)態(tài)變化域的變論域模糊算法,同時(shí)完成該算法的仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)。最后,搭建軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)所提灌溉控制方法進(jìn)行實(shí)際灌溉實(shí)驗(yàn),并對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析。通過仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)的分析與研究,驗(yàn)證了所提基于動(dòng)態(tài)變化域的變論域模糊控制算法在系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、控制精度、抗擾動(dòng)性以及魯棒性上的優(yōu)越性;通過實(shí)際灌溉實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所提灌溉控制方法的實(shí)用性以及在節(jié)水方面的優(yōu)越性,為溫室精準(zhǔn)智能化灌溉提供了一條新的思路。
【圖文】：

邐（３－１）逡逑７０邋，邋５１邋＜邋Ｊ邋＜邋７９逡逑７５邋，邋１９邋＜邋ｄ邋＜邋１７６逡逑根據(jù)以上表達(dá)式，我們可以得到如圖３－１所示的墑情變化曲線。分段函數(shù)表示法可逡逑以簡(jiǎn)單明了的表示番茄不同生長時(shí)期適宜土壤墑情的變化情況，但是也存在著一定的問逡逑題。隨生長時(shí)期的自然推移，曲線整體會(huì)呈現(xiàn)出一定的間斷跳躍性，周期變化的連接點(diǎn)逡逑即為該分段函數(shù)的間斷點(diǎn)。這種間斷性顯然與實(shí)際溫室作物生長情況不符，土壤墑情的逡逑變化并不存在間斷跳躍的過程，而是一個(gè)非間斷、處處連續(xù)的變化過程，因此使用該方逡逑式來對(duì)適宜土壤墑情變化曲線進(jìn)行表示雖然簡(jiǎn)單易得，但所得的變化曲線與實(shí)際墑情變逡逑化情況卻存在較大差距。逡逑９０「－逡逑Ｉ逡逑８０１邋■邐逡逑Ｉ逡逑0１邋  邋—邋—逡逑延７０—邐邐邐逡逑諢逡逑Ｉｆ邋邐逡逑邐最佳濕度逡逑６０－邐邋邐濕度上限逡逑邐邋邐濕度下限逡逑ｃｎｌ邐！邐邐邐Ｌ邐！邐邐邋邐邐！邐ｉ邐！邐」邐！邐逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０邐１８０逡逑時(shí)間（ｄ）逡逑圖３－１分段函數(shù)表示法逡逑－１８－逡逑

邐７？２邋＝邋０．９５７８邐（３－１０）逡逑－０．０００３５８ｘｘＪ邋＋０．０４１５４ｘｘ２邋－１．７２５ｘｘ邋＋邋８２．６５逡逑上式所描述的擬合曲線與分段函數(shù)表示法對(duì)比如圖３－２所示，通過曲線對(duì)比，我們逡逑可以發(fā)現(xiàn)多項(xiàng)式擬合曲線可以更為準(zhǔn)確地表現(xiàn)出溫室番茄不同生長時(shí)期的適宜土壤墑情逡逑變化過程。逡逑９０邋ｒ逡逑一七邐；邐－逡逑Ｉ７０－＼邋卜——二逡逑ｍ邐Ｌ邋＼邐邐ｉ邐令邋數(shù)據(jù)點(diǎn)逡逑屮邐＼邐邐擬合曲線逡逑６０－邐邐邐最佳濕度逡逑＊＊邐邐濕度上限逡逑邐邋邐濕度下限逡逑ｃｎ邋邐邐！邐！邐！邐！邐１邐１邐Ｌ邐１邐邐Ｌ逡逑°邋0邋２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０邐１８０逡逑時(shí)間（ｄ）逡逑圖３－２多項(xiàng)式擬合表示法逡逑３．３．３基于權(quán)重的動(dòng)態(tài)多項(xiàng)式擬合算法逡逑通過多項(xiàng)式擬合獲得的墑情變化曲線可以更加準(zhǔn)確的反應(yīng)土壤墑情的變化情況，但逡逑是整個(gè)曲線擬合過程都是在種植專家總結(jié)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上完成的，缺少反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。在實(shí)逡逑際的種植過程中，無論是作物生長周期長度還是土壤墑情范圍都會(huì)存在一定的偏差，為逡逑了更好的反應(yīng)實(shí)際土壤墑情變化情況，本文在原有多項(xiàng)式擬合的基礎(chǔ)之上，，將歷年的收逡逑獲情況作為參考因素，提出基于權(quán)重的動(dòng)態(tài)多項(xiàng)式擬合算法。本算法旨在通過歷年的番逡逑－２０－逡逑
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273.4;S641.2;S626

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2667105