番茄在溫室環(huán)境中種植時(shí),溫度、濕度、CO₂濃度是影響番茄品質(zhì)的重要因素。番茄溫室環(huán)境通常是一個(gè)非線性、時(shí)變性、滯后性復(fù)雜系統(tǒng),采用傳統(tǒng)PID對(duì)溫度、濕度、CO₂濃度進(jìn)行控制效果并不理想。為提高番茄溫室環(huán)境控制效果,設(shè)計(jì)一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的自適應(yīng)控制方法。介紹番茄溫室控制方案,結(jié)合控制方案設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件。為提高溫室系統(tǒng)自適應(yīng)能力,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)算法與PID算法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)的在線自適應(yīng)調(diào)整。仿真結(jié)果表明,該控制方法與傳統(tǒng)PID控制方法相比,大幅降低系統(tǒng)收斂時(shí)間,控制精度得到大幅提高。 

【文章來(lái)源】：食品工業(yè). 2020,41(06)北大核心

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溫室控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在選擇PLC時(shí)，確定PLC的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)，番茄溫室溫控系統(tǒng)輸入有17個(gè)輸入，15個(gè)輸出。為預(yù)留一部分I/0點(diǎn)數(shù)，以便系統(tǒng)在增加輸入輸出時(shí)使用，同時(shí)考慮番茄溫室環(huán)境惡劣，經(jīng)常需要更換控制器，因此選擇模塊式PLC，選擇松下FP-XC60R PLC，可編程控制器擁有24 V DC輸入32點(diǎn)，2A繼電器輸出28點(diǎn)，該P(yáng)LC可實(shí)現(xiàn)多個(gè)I/0模塊擴(kuò)展，以及多路模擬量數(shù)據(jù)采集。該機(jī)型采用的供電電源為交流110 V/220 V電源、內(nèi)部的供電是直流24 V電源輸入。模擬量采集模塊為AFP0RAD8，該模塊擁有8路輸入，可實(shí)現(xiàn)0～20mA模擬量采集。溫度的測(cè)量選擇PT1000溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量，在松下FP-XC60R內(nèi)部通常會(huì)將模擬量先轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器中。3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制

為實(shí)現(xiàn)番茄溫室各種環(huán)境因素的穩(wěn)定控制，通常采用PID控制算法進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，PID控制雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)于番茄溫室控制存在各種復(fù)雜的情況，就溫室溫度控制，由于被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型建立較為困難，同時(shí)存在很多的環(huán)境變化，PID控制器參數(shù)又固定不變很難應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境[9-11]，為提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。RBF-PID溫度控制器結(jié)構(gòu)如圖3所示。對(duì)于PID控制器，以設(shè)定值r(k)和實(shí)際反饋值y(k)之間的偏差e(k)作為輸入，即：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3240871