温室小气候环境建模与控制的现状及展望.pdf

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1、文献标识码：A文章编号：1003—0492(2010)02．0058—03中图分类号：TP13室小气候环境建模与控制的现状及展望ThePresentSituationandProspectofModelingandControloftheGreenhouseMicroclimate具有技术和劳动力密集、土地和水资源利用率高的特点，在解决农民增收、提高土地和水资源利用率，提高农业的国际竞争力中的作用越来越突出。温室面积在世界范围内迅速增长，据不完全统计，2002一秦女科2制教模0学0工。，、琳8安技年程控目琳徽术专前获制枞大业主优得(要1阳学中的

2、化97人国博研自5一动科士究，)讲化学方工师系技位作向为，术。获21大人主9090工学持83年学控环过毕学制至境“业士理今测多于学论量温留位校中与、区控任建国，晶年全世界温室面积达9O万公顷。大型连栋温室在2003年已达~1J65万公顷。2006年末，我国温室面积81千公顷，其中现代体生长炉系统辨识与控制算法研究任务”项温室3500公顷，国外引进约200公顷。国内温室控制技术始于目，参与国家农业863项目：可控环境农业数据采集自动控制系统研究、温室无线测控网80年代，90年代将计算机用于温室的管理和控制，但是，迄络系统关键技术研究与集成、田间作

3、物信息今为止，用于商业经营的现代温室大部分采用进口温室的软成像光谱仪的研制和应用。硬件设备。与国外先进水平相比，我国温室农业在科技含量和技术水平，特别是在设施作物环境模拟与温室小气候调控方面，还存在较大差距。摘要：本文论述了国内外温室小气候建模的主要方法，温室控制采用的主要技术，探讨了国内温室控制的发展方向。l温室小气候环境建模关键词：温室；小气候；建模；环境控制温室小气候建模的目的是对于影响温室小气候的主要环Abstract：Thedevelopmentofgreenhousemicroelimatemodelandthecontrol境因子

4、进行建模，包括单因子或者多因子，它是认识温室机algorithmsofgreenhousemicroclimateweresummarizedinthispaper．Andthe理的理论基础，也为温室的控制提供了决策依据。prospectofintelligentcontrolingreenhouseisexpected，especiallyinChina．温室环境受室外气候环境、温室结构与构造、控制设Keywords：Greenhouse；Microclimate；Modeling；Environmentalcontrol备及作物等影响，对温

5、室环境建模要综合考虑这些因素的影响，一般以能量平衡方程和质量平衡方程为理论依据研究温室的温度、湿度、CO2浓度的模型。广义上，温室环境指的是与作物生长相关的作物根上环境和作物根际环境，根上环境现代温室特殊的结构及材料(透光、密闭、保温等)包括：温室内温度、光照强度、相对湿度、C02浓度等；根形成了一个与外界大气候环境相对隔离的特殊的内部小气候际环境对于基质(土壤)栽培的作物包括：基质(土壤)温环境，影响温室小气候环境的环境因子主要包括光辐射、温度、酸碱度、营养成分，对于营养液栽培的作物其根际环境度、湿度、CO2浓度、空气流速等。温室环境控制在利

6、用自包括：温度、电导率(EC)值、酸碱度(pH)值、离子浓度然资源的基础上，通过改变环境因子获得作物生长的最佳条(主要是氮、磷、钾)等。一般所指的温室环境是指狭义的件，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生产周期、提温室小气候环境，因此温室环境模型可以定义为温室小气候高经济效益的目的。以温室作物生产为主要特征的农业，因环境因子与其影响因素之间的关系的数学描述。58自勋化搏笕2010年02~：FU自19世纪60年代以来，基于能量与质量平衡观点的理Herreroeta1．(2007)针对温室模型的非线性机理模型中的参论模型，国内外学者已经做了深入研

7、究工作。从辐射、通数多、测量困难的问题，采用多目标进化算法，同时考虑温风、水、热、气交换等基本过程到综合的小气候模型。荷度和湿度的拟合误差，对15个参数进行非线性鲁棒辨识。Patil兰、以色列等国家对温室微气候的研究起步较早，自荷兰的eta1．(2008)采集了1年的数据，分别基于ARX、ARMAX、Businger(1963)将温室分为覆盖物、室内空气、作物、土NNARX~种模型对热带温室温度系统进行建模，实验证明线壤4层，并使能流公式化以来，其研究方法成为以后建模的核性模型能描述一年中的温度系统动态变化，文章认为外部温心。荷兰人DeJong

8、(1990)用计算流体力学(computational度、太阳辐射、相对湿度和云量这四个输入变量中，最重要fluiddynamics，CFD)知识，以