基于预测控制的植物生态环境测控系统研究与实现

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要本文主要针对当今农业温室的研究热点一一智能化温室控制系统进行研究，依托于西南科技大学信息工程学院和生命科学与工程学院共建的自动控制温室项目。运用传感器技术、通讯技术、自动检测技术和微型计算机技术，研制了一套低成本、高品质、易推广的，能对温室温度、湿度、光照度和C02浓度等环境因子实时监测与控制的计算机分布式测控系统。并将预测PID控制算法应用于工程，通过系统的自动调节作用，使温室中环境参数处于适宜作物生长的最佳值，为作物提供良好的生长环境。本文在控制策略上，针对温室环境非线性、多变量耦合、大滞后、

2、时变的特点，采用预测PID控制策略。仿真试验表明，其具有超调小，调节时间短，能够适应系统时交的特点，应用于温室环境控制是完全可行的；在控制结构上，采用分布式现场总线控制系统。模拟测试表明，动态矩阵控制具有很好的跟踪性能、鲁棒性、抗干扰能力。关键词：温室环境预测控制分布式控制系统CAN总线西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractTheresearchonautocontrolsystemofintelligentgreenhouse．whichishotinagriculturalgreenhouse，basesonthep

3、rojectnamedautocontrolgreenhousebuiltbycollegeofinformationengineeringandcollegeoflifescienceandengineeringofSouthwestUniversityofScience&Technology．Asystemwiththecharacteristeroflowcost，highperformanceandeasytopopularizeisdesignedUSeSsensor,communication，auto—measuretec

4、hnologyandPCtechnology．Itcanreal·timerealizetomeasureandcontrolthetemperature，moisture，illuminationandtheconsistencyofC02．Applyingthecontrolalgorithmtothecontrolsystem，andbyautocontrolofthesystem，circumstanceparametersofgreenhousecanbeinbest，andthegreenhousecanprovidepla

5、ntsagoodgrowthenvironment．Accordingtothecharacteristicsofgreenhouse，PredictivePIDcontrolalgorithmhasproposedasthegreenhouseenvironmentcontrolstrategy．ThesimulationresultshowespredictivePIDcontrolhassmallovershootandshortcontroltime，canadapttime—variablecharacteristicofth

6、esystem，andisveryfeasibleforthegreenhouseenvironmentcontr01．GreenhouseenvironmentcontrolsystemisconstitutedaccordingtothedistributedFieldbuscontrolsystem．ThecontrollerbasedonLPC2294，andtheintelligentnodesbasedonCanbusisdesignedandthesoftwareofenvironmentcontrolcomputer，c

7、ontroller，andintelligentnodesaredeveloped．SimulationsshowthatDMCpossessesfinetrackingabilityaswellasgoodanti-disturbanceabilityandrobustness．Keywords：Greenhouseenvironment；Predictivecontrol；．Distributedcontrolsystem；CANbus独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

8、中特别加以标注和致谢的地方外。论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的