基于模糊PID控制的温室环境控制系统研究

发布时间：2020-10-27 22:19

　　 温室作为农业新兴产业,在高效利用农业资源、提升农业生产经济效益等方面都作出了卓越贡献。随着我国农业现代化步伐的迈进,温室自动化、智能化控制成为实现温室生产信息化的关键技术之一。温室环境智能控制将温室生产与计算机技术、智能控制技术相结合,趋避外界自然气候所带来的的不利因素,为农业作物在温室内的生长提供最为理想的环境,从而形成高效益、高产量、优品质的现代化温室生产模式。然而温室的实际生产过程中往往存在着农业特有的特殊性与复杂性特征,存在诸多非线性的环境因子,且各个环境参数之间相互耦合。因此,高效的温室环境控制一直是现代化温室的关键问题之一,具有重要的研究意义。本文首先对于温室环境控制技术的研究与发展进行了系统的归纳与分析,对主要温室环境控制技术的应用进行了简单介绍,并深入了解了国内外温室控制技术的发展状况,总结我国温室环境控制中的不足。其次对简单PID控制技术与模糊逻辑控制技术进行了简要概述,介绍了其技术原理与控制结构。最后提出了将PID控制技术与模糊逻辑控制技术复合使用的控制策略,设计了控制器并使用MATLAB进行了仿真。本文中所提出的的温室环境的模糊PID控制系统是针对于温室环境中的温湿度进行控制,并对普通模糊PID控制改进,设计了混合式、开关式以及参数自整定三种改进模糊PID控制系统,仿真结果通过SUMULINK环境进行实现。控制系统仿真结果表明:相较于单一 PID控制与单一模糊逻辑控制,模糊PID控制系统具有明显的系统稳定性更好、误差更小的优点,可有效抑制振荡与超调产生,响应速度也明显提升。验证了在温室环境控制中运用模糊PID控制方法的良好控制性能与可行性。
【学位单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S625.3;TP273
【部分图文】：

若室内温度与目标温度相等，则不执行调控。??上述对于经验总结的表达，即为模糊语言。??实际控制过程中，操作者在执行人工操作的控制系统时（控制系统如图２－１所示），??一般首先根据仪器测量或传感器等设备获取输出量以及输出量变化的模糊信息，然后??根据己有经验进行逻辑分析与判断，从而作出适宜的控制决策，并执行对被控对象的??调控。??目标值???????输出值???＊０?＾声、光显示－？操作者受控雖一?？??图２－１工业操作的控制系统??Ｆｉｇ?２－１?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ??８??

算机易实现的优点，可满足不同的输入量对于ＰＩＤ各个控制参数的不同要求，从而??使各个控制部分发挥最大效用，实现控制系统良好的动态性能与稳态性能。参数模糊??自整定ＰＩＤ控制原理框图如图４－１所示。??＾模糊化—？模糊推理??￣＾￣Ｔ???Ｗ?＋????１?１?常规ＰＩＤ?＿＾控制??＼?ｄｅ／ｄｔ?＊?调节器?对象＾＾??图４－１参数模糊自整定ＰＩＤ控制原理图??Ｆｉｇ?４－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｆｕｚｚｙ?ｓｅｌｆ－ｔｕｎｉｎｇ?ＰＩＤ?ｃｏｎｔｒｏｌ??２０??

与技术知识总结为模糊语言，并使用模糊条件语句设计模糊控制规则，加以一定的数??学处理，形成模糊推理逻辑。这样就不必要求被控对象的精确输入量，而是根据输入??量的模糊信息进行控制与推理，从而输出模糊决策以实现控制要求。原理图如图５－１??所示：??２１??
【参考文献】

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本文编号：2859140