城市草坪智能化灌溉系統(tǒng)研究.pdf

1、我國水資源總量較多，但人均水資源擁有量不足世界人均水平的1/4。同時(shí)670個城市中有400多個處于不同程度的缺水狀態(tài)。綠化用水在城市用水中占據(jù)較大比例，開發(fā)針對城市綠地的智能化灌溉系統(tǒng)，可節(jié)省大量綠化用水，有效緩解城市的缺水問題。
　　 本文建立的城市綠地智能化灌溉系統(tǒng)主要有兩部分組成：需水量計(jì)算系統(tǒng)及流量控制系統(tǒng)。需水量計(jì)算系統(tǒng)用于計(jì)算綠地是否需要灌溉及其灌水量；流量控制系統(tǒng)用于灌溉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對控制電磁閥的控制器實(shí)施管理，用于

2、滿足管網(wǎng)系統(tǒng)使用效率最高、總的灌水時(shí)間最少的目標(biāo)。
　　 需水量計(jì)算系統(tǒng)以適時(shí)適量灌溉為目標(biāo)，利用聯(lián)臺國糧農(nóng)組織(FAO)推薦的彭曼-蒙特斯(Penman-Montieth)公式建立—個模糊控制系統(tǒng)對作物參考蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行逐日推算，以作物蒸騰量及土壤含水量為輸入量，灌水量為輸出量，使土壤含水量保持在預(yù)定范圍為目標(biāo)建立作物需水量模糊計(jì)算系統(tǒng)。為優(yōu)化系統(tǒng)，利用自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊推理系統(tǒng)(ANHS)對輸八量隸屬函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。以北京地

3、區(qū)為例對作物需水量計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行了測試，在測試期內(nèi)，土壤含水率保持在了預(yù)定范圍內(nèi)。同時(shí)考慮了降雨影響因素，避免了降雨時(shí)灌溉。
　　 在利用需水量計(jì)算系統(tǒng)獲得各控制器控制范圍內(nèi)的灌水量后，由各控制器所控制電磁閥的灌水時(shí)間確定控制器的灌水對問，以各輪灌組灌水時(shí)間差異最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮了流量約束、灌水時(shí)間約束及開啟約束等多方面約束建立了流量控制系統(tǒng)模型。對流量控制系統(tǒng)模型中的變量進(jìn)行矩陣化處理以方便計(jì)算。為使模型求解效率更高，將模型由