非试管繁殖-计算机控制原理

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1、五植物快繁模拟计算机的控制原理1 系统监测的环境参数及各参数的调控原理：智能叶片是模拟植物的气孔结构及在离体情况下，对水分代谢光合作用温度条件等等要求，采用高度密集电路、特殊材料及传感技术开发而成的人造叶片，它能感知植物叶片微域环境（即叶片周围）的各项因子：温度、水分蒸发系数、叶片的水膜分布、基质水分、空气湿度、基质湿度、矿质营养的离子浓度(EC值)、环境光照等环境参数。感应的参数通过网络线传感给系统的主机部分，主机通过智能叶片反馈的参数，并结合快繁专家系统进行参数运算，再指令自动控制执行机构，进行外围设备的启停，以调控外部环境。      2环

2、境的微域控制：   环境的微域控制是植物快繁模拟计算机系统调控各项环境因子的理论基础。因此，用户必须理解或清楚这个原理。许多用户会提出，快繁是在露天或简易的大棚内进行，外界的温湿度随时进行变化，要控制在适宜的温湿度环境好像是不可能的，即使可能也要消耗大量的能源。   其实并非这样，因为我们运用的是微域环境最优化控制技术，也就是说对植物离体材料的微小环境控制在最适范围即可，无需控制苗床或大棚的整个空间的温湿度环境，因外界的温湿度不管如何变化，真正对植物离体材料发育有影响的只是叶片表面的湿度及温度，说具体些，也就是叶片表面的温度，以及离叶片表面0.5

3、厘米内的空气湿度，据研究表明，微域环境的温湿度与苗床空间或空气的温湿度相差很大，在高温季节的盛夏用仪器检测表明，当0.5厘米的空气湿度在90%以上时，离叶片表面1.6厘米的空气湿度只有40%，而要使0.5厘米内的空气湿度保持在90%以上就极易实现，并且稍一弥雾就可达到，无需消耗大量的电与水。   微喷降温的道理也相似，在夏季高温常达35℃以上，但采用微域环境控制技术，开启降温不久即可使叶片表面的温度降低至32℃以下，基本上接近弥雾用水的温度，所以在夏季以地下水为好，降温更快，降温的幅度可达7~10℃，而日常生活空调降温或加温，是对整个空间进行温度

4、控制，所以耗电量大，升降速度也慢。所以在露天用计算机系统进行智能调控也就能理解了。 3区间模糊控制：   农业控制与工业控制不同之处，就在于工业控制对象是机器与机械，而农业控制是有生命的植物，植物是具有较强适应性与较宽适应范围的有生命生物，它对于波动的环境适应，已在进化过程中形成，不需像工业控制那样，要达到一个准确的线性值。比如工业控制上湿度或温度控制设定值都是单一的或是很窄的变幅空间，而植物对于湿度、温度的适应则有较宽的适应范围，如温度只需控制在15~33℃间之间就行，基质湿度在60~80%之间，光照强度在5000LX~80000LX之间，这么

5、大的幅度更有利于环境控制，也更能适应气候多变环境下的准确控制，否则采用单一值的线性控制，在开放多变环境下根本就难以做到，即使做到了，也会使相关设备启动频繁而过早损坏。采用区间控制既不会影响离体材料发育，又有利于数据的准确真实采集，因为，农业传感器检测的对象是气候因子，它是随时在变化，而且是非线性的，比如天边飘过一朵云，可能是瞬间，会使光照传感器接收到光强降低的信号，如立即作出开启蔗阳网或打开补光灯的指令，就会对于使蔗阳网及补光系统长期处于频繁的启动关闭状态，判断失误同时又造成设备的无用功操作。   所以在农业控制中常用延时执行的控制方法，而且不达

6、上下限的阈值，不发指令，即使发出执行指令，也是采用间歇法，让传感器接受到真实信号后，再进行执行，如微喷增湿与培施营养，传感器要检测到上次执行指令效果需一定的时间，喷下的营养液需缓缓地渗到基质中才能被检测到，所以在开关量的控制上采用间歇渐进的方式进行参数的调整。另外，在多线性动态的变化环境中，运用模糊建模，模糊控制的方法，是有效可行的解决方案。这样不会出现太多控制上的矛盾问题产生。特别是一个变量会影响众多参数时，就需进行模糊的权衡运算，作出一个较为折中的控制方案。常遇到的问题，就是一方面空气温度过高，要求进行微喷降温，而一方面又是基质水分过多，这样

7、的情况下，只能采用较大区间法与模糊控制法来实现环境的模拟。1温度的智能化控制：   温度影响着植物离体材料的细胞分裂、光合、呼吸、蒸腾和其他生理活动，从而影响着离体材料的再生进程。各种植物离体材料的生根，对温度的要求有着自己的适宜范围，在最适温度范围内，离体材料易生根，而超过离体材料所能忍受的最低点或最高点的临界温度，不仅不能发根，反而导致死亡。温度对嫩枝离体材料至关重要，不仅要了解适合快繁的最高和最低两个温度极限值，而且还要了解最适宜的温度范围。   如柳杉十天刺槐、紫穗槐、扁柏、赤松、黑松等最适生根温度是25℃左右；也有适于较低的温度，如黑杨

8、或落叶性园林观赏树木，以20℃左右为最适温度；还有喜好较高温度的植物，如桑树、枣树或许多常绿阔叶树种，25~30℃为生根最适温度。