matlab simulink 模糊控制蔬菜气雾栽培营养液供给自动监控

Posted 2023-03-06 studyer_domi

1、内容简介

略

-可以交流、咨询、答疑

2、内容说明

模型基本数学公式参考的是硕士论文

摘要：随着社会的发展，世界人口逐渐增加，耕地面积日益减少，而且人们对 优质、安全、无污染的蔬菜需求也越来越高，植物工厂成为蔬菜栽培技术未来 发展的必然趋势，气雾培技术的应用很好的解决了普通水培中水气矛盾的问题， 并可为作物根系生长提供良好的根际环境，具有节肥、节水的特点，为高产优 质蔬菜的工厂化生产提供保障。研究基于植物工厂的气雾化栽培技术，并应用 于蔬菜工厂化生产是现在极为迫切的研究问题。 工厂化气雾化栽培营养液供给自动监控关键技术和系统集成是植物工厂建 设的核心技术。随着近几年的深入发展，各种相关技术得到了突破，但智能化 低、成本高，一些关键技术比如营养液调节及供给控制技术不够成熟仍制约着 我国植物工厂的发展。本文提出及研发了基于工厂化蔬菜气雾化栽培营养液供 给自动监控关键技术及系统，本系统主要通过现场控制系统采集温湿度、光照 度、水管压力、根际温湿度、营养液的 EC 值和 p H 值，经营养液混肥智能调控、 雾培喷雾营养液供给的模糊神经网络控制算法处理，实现营养液自动调节和供 给，并通过现场控制和远程控制的结合，实现蔬菜气雾化栽培高效智能化管理。 针对营养液混肥智能调控，提出了 T-S 模糊控制算法，采用实时检测营养 液中的 EC 值和 p H 值，经模糊控制器控制输出，控制加液电磁阀的通断来实现 Na Cl 溶液、母液和酸碱液的加入，从而控制营养液浓度和 p H 值在设定范围。 目前国内雾培喷雾控制及控制参数的设定基本都是根据人工经验来获得， 本系统通过栽培工程对比实验得出的雾培优化控制中心参数，结合采集到的根 际温湿度和光照强度数据多传感融合，建立 T-S 模糊神经网络预测模型，实现 对雾培喷雾营养液供给的自动控制，并进行实际测试，试验结果表明控制效果 良好。 本系统已在浙大农业科技园雾培大棚中运行，能满足实际的需求，为其他 蔬菜的气雾化栽培提供了一种新思路。

关键词：气雾化栽培；自动监控；植物工厂；营养液；蔬菜；现场控制；远程 控制

首先说ph这个控制

其中6.25为ph设定数值，Signal Generator1为产生随机信号，其中2.5为ec的设定值，ph设定数值和ec设定数值通过比例因子后一起进入模糊控制器中，模糊控制器通过模糊计算后得到控制输出量u，u就是表达式3-19的x，通过公式3-19就可以计算出变化量，通过对变化量进行积分就得到了对应的输出量，输出量和设定值做误差计算，然后进行反馈

Ec控制同理，不同的区别就在于设定值和控制量变化

两种控制都是使用的同一个模糊控制方法

Ph控制模糊控制器输出结果U为

Ph数值变化结果为

其中黄线就是没加模糊控制的ph数值变化，蓝线是加了模糊控制的ph数值，可以看出模糊控制的有效性，能够减少ph数值波动，稳定在设定值，响应时间较快

EC控制模糊控制器输出结果U为

EC数值变化结果为

其中黄线就是没加模糊控制的EC数值变化，蓝线是加了模糊控制的EC数值，可以看出模糊控制的有效性，能够减少EC数值波动，稳定在设定值，响应时间较快

模糊控制器设计过程为

首先matlab打开模糊控制箱

分别建立两个输入ph、ec和一个输出U

设置ph论域范围±1.1，隶属度函数设置为3级；ec论域范围为 [-0.35 0.35]，隶属度函数设置为3级；u的范围为 [-1 1]，隶属度函数设置为5级；

设计的模糊规则表为

Ph EC	negative	none	positive
low	Open_fast	Open_slow	No_change
okay	Open_slow	No_change	Close_slow
high	No_change	Close_slow	Close_fast

模糊规则曲面为：

3、仿真分析

4、参考论文

工厂化蔬菜气雾栽培营养液供给自动监控关键技术及系统_张浙烽.caj