基于虛擬儀器的溫室溫濕度模糊解耦控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)科技的不斷進(jìn)步，設(shè)施農(nóng)業(yè)無(wú)疑是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要標(biāo)志。發(fā)展優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的農(nóng)業(yè)，對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)施生物環(huán)境信息采集處理水平以及控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度都提出了更高的要求。研究溫室環(huán)境控制系統(tǒng)，特別是網(wǎng)絡(luò)化的、基于自動(dòng)控制技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)控制管理模式，是很有必要和發(fā)展?jié)摿Φ?。在溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中，溫室中的環(huán)境因子控制直接影響作物的生長(zhǎng)和發(fā)育，其中溫度和濕度的檢測(cè)與控制一直都是溫室環(huán)境因子監(jiān)控研究中的重點(diǎn)。本課題屬于交叉學(xué)

2、科，所提出的基于虛擬儀器的溫室溫濕度模糊解耦監(jiān)控系統(tǒng)，綜合運(yùn)用了多學(xué)科的新知識(shí)、新成果。系統(tǒng)采用智能控制中的模糊控制技術(shù)，對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)溫室中溫濕度強(qiáng)耦合作用和溫室溫濕度變化情況對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的反饋等問(wèn)題提出了很好的解決方案，為系統(tǒng)控制精確不高、能耗相對(duì)較高、經(jīng)濟(jì)效益較差等這類難以解決的問(wèn)題開辟了一條新的途徑，能夠處理好時(shí)變性、大滯后和耦合性等復(fù)雜系統(tǒng)控制問(wèn)題，能有效解除溫度和濕度之間的耦合。 利用溫濕度傳感器和數(shù)據(jù)采集卡檢測(cè)溫室內(nèi)溫度

3、和濕度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。在模糊解耦控制過(guò)程中，根據(jù)長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，制定出了較為合理的溫濕度隸屬函數(shù)度表和模糊解耦控制規(guī)則輸出表。在去模糊化的過(guò)程中，為了便于軟件實(shí)現(xiàn)，根據(jù)最大隸屬度法用VC語(yǔ)言編寫出了模糊決策表的輸出程序。采用目前國(guó)際上流行的虛擬儀器技術(shù)，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)測(cè)試中采用的多參數(shù)分別用單個(gè)儀器檢測(cè)、數(shù)據(jù)單獨(dú)匯總處理的方式，或基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)相比，虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用大大提高了檢測(cè)控

4、制的精度，提高了數(shù)據(jù)處理的速度，并增強(qiáng)了系統(tǒng)的通用性、可靠性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。在軟件方面，采用LabVIEW虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)和模塊化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)獲取、采集信息的實(shí)時(shí)顯示、控制信號(hào)的準(zhǔn)確輸出及數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，減少了人為干預(yù)，增加了測(cè)控過(guò)程的穩(wěn)定性，避免人為的讀數(shù)誤差和計(jì)算誤差。在系統(tǒng)試驗(yàn)研究階段，由于試驗(yàn)條件的限制，對(duì)系統(tǒng)溫濕度參數(shù)的自動(dòng)采集進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果分析，從數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集是滿足工業(yè)應(yīng)用