试析基于虚拟仪器的温室温湿度模糊解耦控制系统研究

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1、华中农业大学硕士学位论文基于虚拟仪器的温室温湿度模糊解耦控制系统研究姓名：江萍申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：袁巧霞20060601摘要随着人类社会的快速发展和农业科技的不断进步，设施农业无疑是现代化农业的一个重要标志。发展优质、高产、高效的农业，对农业设施生物环境信息采集处理水平以及控制系统的自动化程度都提出了更高的要求。研究温室环境控制系统，特别是网络化的、基于自动控制技术的现代农业控制管理模式，是很有必要和发展潜力的。在温室环境控制系统中，温室中的环境因子控制直接影响作物的生长和发育，其中温度和湿度的检测与控制一直都是温室环境因子监控

2、研究中的重点。本课题属于交叉学科，所提出的基于虚拟仪器的温室温湿度模糊解耦监控系统，综合运用了多学科的新知识、新成果。系统采用智能控制中的模糊控制技术，对长期以来温室中温湿度强耦合作用和温室温湿度变化情况对监控系统的反馈等问题提出了很好的解决方案，为系统控制精确不高、能耗相对较高、经济效益较差等这类难以解决的问题开辟了一条新的途径，能够处理好时变性、大滞后和耦合性等复杂系统控制问题，能有效解除温度和湿度之问的耦合。利用温湿度传感器和数据采集卡检测温室内温度和湿度参数，实现了实验数据的自动采集。在模糊解耦控制过程中，根据长期的实践经验总结，制定出了较为合理的

3、温湿度隶属函数度表和模糊解耦控制规则输出表。在去模糊化的过程中，。为了便于软件实现，根据最大隶属度法用VC语言编写出了模糊决策表的输出程序。采用目前国际上流行的虚拟仪器技术，进行了计算机测控系统的设计，与传统测试中采用的多参数分别用单个仪器检测、数据单独汇总处理的方式，或基于单片机的数据采集处理系统相比，虚拟仪器技术的应用大大提高了检测控制的精度，提高了数据处理的速度，并增强了系统的通用性、可靠性、可维护性和可扩展性。在软件方面，采用LabVIEW虚拟仪器开发平台和模块化设计方法，实现了环境参数的实时获取、采集信息的实时显示、控制信号的准确输出及数据的自动

4、处理，减少了人为干预，增加了测控过程的稳定性，避免人为的读数误差和计算误差。在系统试验研究阶段，由于试验条件的限制，对系统温湿度参数的自动采集进行试验设计和试验结果分析，从数据的相对误差来说明系统数据采集是满足工业应用精确度要求的。关键词：温室；温度；湿度；模糊控制；解耦；虚拟仪器ABSTRACTWiththerapidlydevelopmentofthesocietyandtheConstantprogressofagriculturalscienceandtechnology,thefacilityagricultureisaimportantsymb

5、oloftheagriculturemodernization,mustrealizeonlyhigh—yield，high—quality,high—efficientmodemagriculturewithagriculturalfacilityautomaticmeasuringandcontrollingofenvironmentcanmeetdemandsoffoodsecurity，putforwardhi【ghdemandtoagriculturalfacilitylivingbeingsenvironmentalinformationacc

6、uracyandautomaticdegreeofcontrolsystemdealtwitllIogather．Studytheenvironmentalcontrolsystemofthegreenhouse，themanagementmodeofverynetworkedmodemagriculturebasedoncontroltechnologyautomatically,itisverypotential．Inthegreenhouseenvironmentalcontrolsystem,theenvironmentfactorcontrold

7、irectinfluencecrops’growth，temperatureandhumidityexaminationandthecontrolcontinuouslyarethekeypointsinthegreenhouseenvironmentfactormonitoringresearch．Thistopicbelongstotheinterdisciplinarystudies，proposedbasedonthevirtualinstrumentgreenhousetemperatureandhumidityfuzzydecouplingsu

8、pervisorysystem,thesynthesishasut