基于土壤墒情监测的农田灌溉系统研究

发布时间：2021-06-18 16:50

　　针对传统作物灌溉忽视气象环境等外界因素对作物需水量的影响,造成灌溉需水量计算误差,以及普通反馈控制存在超调量大等问题,提出将农业灌溉与土壤墒情、外界环境信息相结合,通过模糊PID控制智能决策灌溉用水量,结合可编程控制器与变频器实现按需精准灌溉。通过在Simulink建立模糊PID控制模型,经过MATLAB仿真和实验验证,结果表明,与普通PID控制相比,模糊PID控制的超调量减少了26%,响应时间缩短2.7s,响应速度更快、精度更高。研究对于提高水资源利用率和农业灌溉自动化程度具有积极作用。 

【文章来源】：自动化应用. 2020,(09)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

智能化精准灌溉系统组成框图

模糊决策的核心器件是模糊控制器，控制器结构如图2所示，控制规则由PLC程序实现，控制过程为：（1)PLC将采集得到的土壤墒情值和外界环境数据，计算得到土壤灌溉需水量；（2）将灌溉需水量与给定阈值相比较得到误差值e;(3）前一时刻的误差值与当前误差值相减得到误差变化率ec;(4）将e和ec模糊化处理后得到集合E和Ec;(5）经模糊推理的三个控制器参数送给PID控制器，输出经PLC整定参数，作用在被控对象上，实现对灌溉用水量的模糊控制。2.2 模糊规则表

从图4可以看出，采用模糊PID控制的超调量为0.085，调节时间为9.5s，相同参数下的PID控制方法，超调量为0.115，调节时间为11.2s。通过对比可以得出，采用模糊PID控制器与普通PID控制器相比，调节时间缩短了1.7s，超调量减少了26%，系统响应更快，超调量抑制效果明显。图4 模型输出响应曲线

【参考文献】：
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本文编号：3237030