基于HMI和PLC的滴灌模糊控制系统研究与设计
发布时间：2021-05-06 09:18
我国作为一个农业用水大国,一直采用地面漫灌的灌溉方式,这种漫灌方式不仅效果不好,同时也造成了水资源的巨大浪费。近年来我国从国外引入包括滴灌在内的多种节水灌溉设备,但由于照搬国外产品,滴灌作为最高效的节水灌溉方式之一,在国内一直没有取得很好的应用效果。所以我国迫切需要一种成本低廉、操作和维护简单,适合我国国情的滴灌智能控制系统。本论文以HMI和PLC为技术手段,通过检测作物生长的土壤湿度和光照强度,制定模糊控制规则调节滴灌支路的供水比例电磁阀开度,改变滴灌速度,从而保证了作物生长的土壤湿度;同时为了保证滴灌干路有足够的水源分配给各个滴灌支路,又设计了干路变频供水系统。根据各个滴灌支路的比例电磁阀开度制定模糊控制专家规则,控制变频器的输出频率以改变滴灌干路的供水电机转速,保证系统的供水稳定。综合作物的生长特性以及作物夜间的生长环境因素,本课题设计的智能滴灌控制系统除有自动、手动控制方式外,还设计了周期定时控制方式。这种控制方式既符合作物的生长因素,又节约了水利资源、电力资源,同时也减少了电气设备的损耗。本课题设计的滴灌智能控制系统采用先进的模糊控制算法,通过仿真与传统的PID控制算法比较,...
【文章来源】：佳木斯大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 概述
1.1 我国水资源状况
1.2 滴灌优缺点分析
1.2.1 滴灌的优点
1.2.2 滴灌的缺点
1.3 滴灌控制系统国内外研究现状与发展形式
1.3.1 滴灌控制系统国内研究现状和发展形式
1.3.2 滴灌控制系统国外研究现状和发展形式
1.4 课题研究目的与意义
1.5 课题研究的主要内容
第二章 滴灌控制系统简介
2.1 滴灌主要设备
2.2 滴灌技术的控制指标
2.3 滴灌控制系统工作过程
2.3.1 灌水器滴灌部分
2.3.2 干路变频恒压供水部分
2.3.3 储水罐液位控制部分
2.4 本章小结
第三章 滴灌系统模糊控制器设计
3.1 控制策略分析与方案选择
3.1.1 PID控制器
3.1.2 模糊控制器
3.2 滴灌模糊控制器设计
3.2.1 滴灌系统分析
3.2.2 灌水器模糊控制器设计
3.3 干路变频恒压供水模糊控制器设计
3.4 本章小结
第四章 滴灌控制系统硬件与软件设计
4.1 滴灌控制系统硬件设计
4.1.1 滴灌控制系统硬件选型
4.1.2 滴灌控制系统电气接线图设计
4.2 滴灌控制系统软件设计
4.2.1 滴灌控制系统控制方式
4.2.2 滴灌控制系统PLC程序设计
4.2.3 滴灌控制系统HMI界面设计
4.3 本章小结
第五章 滴灌控制系统模糊控制仿真
5.1 灌水器滴灌系统模糊控制仿真设计
5.2 灌水器PID控制SIMULINK仿真
5.3 灌水器仿真结果分析
5.4 干路变频恒压供水模糊控制仿真实验
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]滴灌条件下水的硬度对滴头堵塞的影响[J]. 刘燕芳,吴普特,朱德兰,张林,陈俊英. 农业工程学报. 2015(20)
[2]利用遗传算法优化改进型模糊控制器参数研究[J]. 方文茂,柏逢明. 长春理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[3]基于物联网智能温室大棚系统的构建[J]. 文燕. 信息与电脑(理论版). 2015(17)
[4]干旱指标在旱情等级评价中的应用[J]. 李智峰. 水科学与工程技术. 2015(04)
[5]模糊控制基本原理与实现方法研究[J]. 李书巳. 数字技术与应用. 2015(05)
[6]一种自整定PID参数的模糊控制系统的设计与仿真[J]. 王海燕,燕巍. 自动化技术与应用. 2015(04)
[7]锅炉水位实验系统PCI总线改进及模糊控制组态仿真[J]. 张涛. 电气自动化. 2015(02)
[8]节水灌溉自动控制技术的研究现状与发展趋势[J]. 王新华,杨学坤,蒋晓. 农业开发与装备. 2014(12)
[9]随机出水系统的水位模糊控制与仿真研究[J]. 赖真华,芮延年. 装备制造技术. 2014(12)
[10]微灌系统过滤器的应用与管理[J]. 陈瑾,汤冠华. 现代农机. 2014(01)
博士论文
[1]网络化串级控制系统的建模、分析与控制[D]. 黄从智.华北电力大学（北京） 2010
硕士论文
[1]灌溉井群远程监控系统的研究[D]. 李佼.东北农业大学 2014
[2]基于模糊控制的智能灌溉系统的研究[D]. 孙静.山东大学 2014
[3]基于无线传感网络的果树灌溉系统的设计[D]. 李媛.陕西科技大学 2014
[4]土壤湿度传感器的智能化研究[D]. 闫焕娜.河北工业大学 2014
[5]基于物联网的土壤湿度检测系统[D]. 纪琳.青岛大学 2012
[6]农业灌溉控制器的设计与实现[D]. 黄林.大连海事大学 2012
[7]组态化的高效用水控制及管理系统的应用研究[D]. 单飞飞.东北农业大学 2010
[8]动态可重构PID控制器的设计[D]. 林芳.西安电子科技大学 2010
[9]基于预测模型的模糊PID控制理论及其仿真与试验研究[D]. 杨秀利.燕山大学 2010
[10]智能节水灌溉系统的无线传感器网络设计[D]. 张磊.大连理工大学 2009
本文编号：3171666
【文章来源】：佳木斯大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 概述
1.1 我国水资源状况
1.2 滴灌优缺点分析
1.2.1 滴灌的优点
1.2.2 滴灌的缺点
1.3 滴灌控制系统国内外研究现状与发展形式
1.3.1 滴灌控制系统国内研究现状和发展形式
1.3.2 滴灌控制系统国外研究现状和发展形式
1.4 课题研究目的与意义
1.5 课题研究的主要内容
第二章 滴灌控制系统简介
2.1 滴灌主要设备
2.2 滴灌技术的控制指标
2.3 滴灌控制系统工作过程
2.3.1 灌水器滴灌部分
2.3.2 干路变频恒压供水部分
2.3.3 储水罐液位控制部分
2.4 本章小结
第三章 滴灌系统模糊控制器设计
3.1 控制策略分析与方案选择
3.1.1 PID控制器
3.1.2 模糊控制器
3.2 滴灌模糊控制器设计
3.2.1 滴灌系统分析
3.2.2 灌水器模糊控制器设计
3.3 干路变频恒压供水模糊控制器设计
3.4 本章小结
第四章 滴灌控制系统硬件与软件设计
4.1 滴灌控制系统硬件设计
4.1.1 滴灌控制系统硬件选型
4.1.2 滴灌控制系统电气接线图设计
4.2 滴灌控制系统软件设计
4.2.1 滴灌控制系统控制方式
4.2.2 滴灌控制系统PLC程序设计
4.2.3 滴灌控制系统HMI界面设计
4.3 本章小结
第五章 滴灌控制系统模糊控制仿真
5.1 灌水器滴灌系统模糊控制仿真设计
5.2 灌水器PID控制SIMULINK仿真
5.3 灌水器仿真结果分析
5.4 干路变频恒压供水模糊控制仿真实验
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]滴灌条件下水的硬度对滴头堵塞的影响[J]. 刘燕芳,吴普特,朱德兰,张林,陈俊英. 农业工程学报. 2015(20)
[2]利用遗传算法优化改进型模糊控制器参数研究[J]. 方文茂,柏逢明. 长春理工大学学报(自然科学版). 2015(05)
[3]基于物联网智能温室大棚系统的构建[J]. 文燕. 信息与电脑(理论版). 2015(17)
[4]干旱指标在旱情等级评价中的应用[J]. 李智峰. 水科学与工程技术. 2015(04)
[5]模糊控制基本原理与实现方法研究[J]. 李书巳. 数字技术与应用. 2015(05)
[6]一种自整定PID参数的模糊控制系统的设计与仿真[J]. 王海燕,燕巍. 自动化技术与应用. 2015(04)
[7]锅炉水位实验系统PCI总线改进及模糊控制组态仿真[J]. 张涛. 电气自动化. 2015(02)
[8]节水灌溉自动控制技术的研究现状与发展趋势[J]. 王新华,杨学坤,蒋晓. 农业开发与装备. 2014(12)
[9]随机出水系统的水位模糊控制与仿真研究[J]. 赖真华,芮延年. 装备制造技术. 2014(12)
[10]微灌系统过滤器的应用与管理[J]. 陈瑾,汤冠华. 现代农机. 2014(01)
博士论文
[1]网络化串级控制系统的建模、分析与控制[D]. 黄从智.华北电力大学（北京） 2010
硕士论文
[1]灌溉井群远程监控系统的研究[D]. 李佼.东北农业大学 2014
[2]基于模糊控制的智能灌溉系统的研究[D]. 孙静.山东大学 2014
[3]基于无线传感网络的果树灌溉系统的设计[D]. 李媛.陕西科技大学 2014
[4]土壤湿度传感器的智能化研究[D]. 闫焕娜.河北工业大学 2014
[5]基于物联网的土壤湿度检测系统[D]. 纪琳.青岛大学 2012
[6]农业灌溉控制器的设计与实现[D]. 黄林.大连海事大学 2012
[7]组态化的高效用水控制及管理系统的应用研究[D]. 单飞飞.东北农业大学 2010
[8]动态可重构PID控制器的设计[D]. 林芳.西安电子科技大学 2010
[9]基于预测模型的模糊PID控制理论及其仿真与试验研究[D]. 杨秀利.燕山大学 2010
[10]智能节水灌溉系统的无线传感器网络设计[D]. 张磊.大连理工大学 2009
本文编号：3171666
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3171666.html
