试析温室温度控制算法及基于web的温室作物栽培管理专家系统的研究

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1、浙江大学硕士学位论文温室温度控制算法及基于Web的温室作物栽培管理专家系统的研究姓名：胡太君申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：王剑平20050301中文摘舞中文摘要本论文是“设施矧艺实H』智能化温室的研究与开发”(浙江省亚火科技攻关招标项目021102542)的组成部分。通过对温室温度控制算法和基丁Web的温室作物栽培管理专家系统的研究，帮助温室管理者对温室栽培的各个环。肯进行科学的安排和管理，提高温室的栽培平¨管理水平，创造更人的经济效益和{叶=会敛菊。温室环境系统是一个多变龉、大惯性、1F

2、线性的系统，且存在交连、纯时延等现象。同时温室控制系统属于、}开放系统，其芙键技术是环境控制。环境控制有时单靠人’J：是无法实现的。所以实现白动化是温室设施发展的必然趋势。其中，温室温度的控制是被控参数中虽重要的一个。而且温室的温度受综合环境的影响，所以很难对这类系统建立数学模型及瑚经典控制或现代控制方法实现精确控制。另外，专家系统的庶用一直是人jI：智能领域的一个热点。而农业专家系统是农业领域具有农业技术指导的专家系统，如果把农业专家系统移植到Intornct上，就会使更多的人来使J{』农业专家系统。这样

3、一方面加快信息知识的传播，另一方面促进农业专家系统的发展。本论文通过对国内外设施农业现状以及温室温度控制算法的总结，针对温室温度Pl控制的缺点，研究了Pl的优化控制算法——修正模型的Smith补偿控制和二次型单神经元参数优化控制；它们对pI控制的改进创新，提高了系统的稳定性。论文针对我国大多采坩两输入单输出的模糊控制，创新性地研究了温室温度的两输入两输出的模糊控制器，并且设计了模糊控制的过程。同时结合PI和模糊控制，研究了模糊P1控制的两种方法，来实现温室温度的控制。论文利用修正模犁的Smith补偿算法解决

4、Pj控制的时滞闯露，采川二次型单神经元方法优化PI各参数，并且通过MATLAB仿真，结果表明，控制系统经过Smith预估补偿后，闭环系统消除了时滞环转对控制鼎质的不利影响；控制过磋仅在时间上推迟了，系统的过渡过程形状与品质雨

5、无时滞的完全相同，达到了纯滞J斤特性的补偿作用。基于单神经元的PI参数优化控制使PI控制系统响应速度快、超调鼙减小，提高了系统的稳定性。论文针对温室温度P1控制很难建立一个精确的数学模型米表示的缺点，提山用模糊控制来解决这个问题。模糊控制器采州两个输入表示温度误差和误差变化，两个输出来

6、控制温室的加热雨l开窗变越。模糊规则简单，模糊系统具有扩展性、系统的鲁棒性强，适台丁非线性、时变、滞厉系统的控制。中文摘要论文在模糊控制算法研究过程中，利用浙江大学植物实验中心温室实际数据对该算法进行了验证和比较。结果得出，模糊控制能够把被控参数调节在设定值周围，参数的波动小，控制效果好，具有良好的环境适应性。论文把PI控制和模糊控制结合起来，开展了模糊PI控制研究：分别研究了调整系统控制量的模糊PI控靠4和系统参数的自整定模糊PI控制。通过建立模糊规则和模糊推理，实现模糊控制。并且利用MATLAB做了模糊

7、Pl控制仿真。仿真结果表明，模糊PI控制响应速度快、超调量小、系统稳定，适合于温室温度环境的控制。论文开发了基于Web的温室作物栽培管理专家系统，它的总体设计思想是创新性地利用“Apach卅}狐ⅧySql”技术组合来构建整个专家系统。专家系统由知识库录入工具、各推理机构件以及PHP生成的ASP页面组成。专家系统外挂作物栽培知识库、番茄专家应用程序等。该专家系统还综合运用了数据库技术、Wikiwiki技术和专家系统技术，并与动态Web技术——Apachc服务器、PHP技术相结合。同时，把它移植到Intemet

8、上，扩展了专家系统的功能。论文专家系统知识库工具创新性地采用先进的Wikiwiki技术完成。它是～种超文本系统，这种超文本系统支持面向社群的协作式写作，同时也包括一组支持这种写作的辅助工具。该技术定义了一个严格的脚本语言，我们可以在Web的基础上对Wiki文本进行浏览、创建、更改，与其它超文本系统相比，Wiki有使用方便及开放的特点。论文专家系统的推理机构件是基于Web的自动化技术实现，以动态链接库(DLL)形式存在，运行于服务器端，与客户端通过Intemet联系。在推理机内部采用不同的推理方法来完成知识的

9、推理。同时，构件提供了很多接口来实现推理信息的显示，并通过ADO访问知识库所在的数据库，读取知识库中的信息。论文专家系统的框架解释部分和框架定义文件嵌入在由PHP语言生成的动态页面之中。在用户实际运行中，由这些动态页面提供用户事实界面，启动推理机构件完成推理，并通过事实结论页面显示给用户。论文专家系统的数据库采用MySQL。它具有强大的数据库管理功能，数据库的查询用到了大量的SQL语句，由于SQL语句是面向结果的