【導(dǎo)讀】論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。場(chǎng)競(jìng)爭力等優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前國際前沿性研究領(lǐng)域。如何利用自動(dòng)控制系統(tǒng)有效地提。高溫室環(huán)境控制水平和現(xiàn)代化管理程度，是溫室技術(shù)研究的重要課題之一。度對(duì)溫室內(nèi)作物的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了智能化溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的總體方案，數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)處理等任務(wù)；而下位機(jī)主要完成數(shù)據(jù)采集、處理等實(shí)時(shí)控制任務(wù)。基于上述情況，本文采用模糊控制算法，選用T. —S模型進(jìn)行模糊推理，并完成了算法的PLC程序?qū)崿F(xiàn)。隨后討論了基于Profibus. —DP的PLC網(wǎng)絡(luò)組態(tài)方法，解決了監(jiān)控層與過程控制層間的網(wǎng)絡(luò)通訊和接口問題，程監(jiān)控、報(bào)警記錄、曲線顯示和用戶管理等多項(xiàng)監(jiān)控功能。文章最后將模糊理論的知

　　

【正文】 也是一種語言控制器。 （ 3）模糊控制系統(tǒng)的構(gòu)造和控制規(guī)則易于用軟件實(shí)現(xiàn)。 （ 4）模糊控制抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。模糊控制和 PID 控制作比較，模糊控制較之后者不僅對(duì)被控對(duì)象參數(shù)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，而且在對(duì)象模型結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變的情況下，也能獲得較好的控制效果。 模糊控制器的組成 圖 圖 為模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)框圖，如圖可知，其主要由四部分組成： （ 1）模糊化：模糊控制器的輸入必須通過模糊化才能用于控制輸出，因此，這一部分實(shí)際上是模糊控制器的輸入接口，其主要作用是將真實(shí)的輸入量利用量化因子進(jìn)行尺度變換，用論域中的元素來表示輸入量，然后將此論域元素轉(zhuǎn)換到模糊集合中，作為模糊推理的輸入。 （ 2）知識(shí)庫：由數(shù)據(jù)庫和模糊控制規(guī)則庫兩部分組成。數(shù)據(jù)庫主要存放所有輸入輸出語言變量 模糊子集的隸屬度矢量值，在模糊關(guān)系方程求解的過程中，為模糊推數(shù)據(jù)庫 規(guī)則庫 模糊化 模糊 推理 反模糊化 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 理提供數(shù)據(jù)。模糊控制規(guī)則庫是基于專家知識(shí)或手動(dòng)操作人員長期積累的經(jīng)驗(yàn)而建立的，它是仿照人的直覺推理的一種語言表示形式，用來存放全部模糊控制規(guī)則，在推理時(shí)提供控制規(guī)則。 （ 3）模糊推理：在模糊控制器中，根據(jù)輸入的模糊量，由模糊規(guī)則中所定義的蘊(yùn)含關(guān)系，經(jīng)過合成運(yùn)算來得到模糊輸出量?？紤]到推理時(shí)間的長短，通常采用運(yùn)算較簡單的推理方法。 （ 4）反模糊化：模糊推理得到的仍然是一個(gè)模糊向量，不能直接用來做控制量，通過反模糊化變換，可變成表示在論域范圍內(nèi)的清晰量 ，然后再按比例因子經(jīng)尺度變換成實(shí)際的控制量。 溫度對(duì)作物生長的影響 溫度作為影響作物生長發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，對(duì)作物的光合作用、呼吸作用、根系的生長和水分、養(yǎng)分的吸收等生理現(xiàn)象均有顯著的影響。影響作物生長發(fā)育的環(huán)境因子中以溫度最為敏感，因此對(duì)溫室環(huán)境控制的研究也是最先從溫度控制開始的。不同種類的作物對(duì)溫度的要求是不同的，同一作物在不同發(fā)育階段對(duì)溫度的要求亦有所不同，而且在同一發(fā)育期階段內(nèi)對(duì)溫度的要求也會(huì)隨著晝夜變化而呈周期性地變化。生物的上述生長特點(diǎn)都為溫室的溫度控制提 出了較高的要求。 溫室溫度環(huán)境控制就是通過一定的工程措施，人為地調(diào)節(jié)溫室與外界環(huán)境之間的熱交換，使溫度維持在作物生長所需的范圍內(nèi)。夏季外界氣溫較高時(shí)，為防止溫室內(nèi)溫度過高，應(yīng)盡量減少溫室得熱量，增加散熱量，本文采用的通風(fēng)、遮陽、風(fēng)機(jī)濕簾降溫等都是常見的降溫方式；冬季室外氣溫較低，為保持室溫，應(yīng)盡量減少失熱量，增加得熱量，采用保溫節(jié)能措施甚至啟動(dòng)采暖設(shè)備就可維持正常的溫室溫度，保證作物正常生長。 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 24 模糊控制技術(shù)的核心在于模糊控制器的設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中，著力分析設(shè)計(jì)控制溫度、濕度這兩個(gè) 物理量的模糊控制器，通過對(duì)被控對(duì)象的分析，按照擬定的控制方案，采用“兩輸入多輸出”模糊控制器，其總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 輸入輸出變量的確定 輸入模糊量為： Er—— 溫度誤差； Eh—— 濕度誤差 輸出控制變量均為開關(guān)量，只有開 /關(guān) (1/0)兩種狀態(tài)，其包括： U1—— 天窗；U2—— 前側(cè)窗； U3—— 后側(cè)窗； U4—— 外遮陽； U5—— 環(huán)流風(fēng)機(jī)； U6—— 微霧加濕器；U7—— 熱風(fēng)機(jī)； 模糊語言值的選取 工程上對(duì)于模糊語言變量的取值一般是 5個(gè)或 7個(gè)元素的詞集，還有 更多級(jí)別檔數(shù)的劃分。增加分級(jí)檔數(shù)，可提高穩(wěn)態(tài)精度，但同時(shí)也將擴(kuò)大模糊關(guān)系矩陣 R的維數(shù)，增加控制表的容量，這對(duì)提高控制穩(wěn)定性和快速性是不利的。綜合實(shí)驗(yàn)研究的需要，既考慮到控制規(guī)則的靈活細(xì)致，又兼顧簡單易行，決定采用 {NB， NS， ZE， PS， PB}5個(gè)元素的詞集。 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 25 PLC程序?qū)崿F(xiàn) 本研究基于西門子公司 STEP7 編程環(huán)境完成溫室模糊控制程序的編寫，程序編寫 思路簡明，實(shí)現(xiàn)了模糊控制的離線計(jì)算與在線查詢的功能，大大提高了 PLC 的執(zhí)行效 率。針對(duì)上述模糊控制策略，采用如圖 的程序設(shè)計(jì)流程圖。 圖 PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制總體流程圖 下面給出流程圖中主要部分的程序設(shè)計(jì)思想和梯形圖程序。 輸入量采樣及模糊量化算法程序設(shè)計(jì) 模擬量的輸入數(shù)據(jù)是有符號(hào)整數(shù)，占 2 個(gè)字節(jié)（ 16bit），所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開始，例如： AIW0、 AIW2 等。 PLC 的 CPU 內(nèi)部用數(shù)值表示外部的模擬量信號(hào)，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，在 S7200 的 CPU 內(nèi)部， 0～ 20mA 對(duì)應(yīng)的數(shù)值范圍是 0～32020，則對(duì)于 4～ 20mA 的信號(hào)，對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為 6400～ 32020。而溫度、濕度的傳感變送單元分別取 10～ 60℃、 0～ 100%RH 線性對(duì)應(yīng) 4～ 20mA,因此需經(jīng)過溫度 /濕度值→電流信號(hào)→內(nèi)部數(shù)值的兩次轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)以溫度為例，因?yàn)?4～ 20mA 線性對(duì)應(yīng) 10～60℃，可得如下曲線方程 (36) ???????????????????? (36) 其中， Y表示溫度， X表示電流。 而 4～ 20mA 的信號(hào)對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為 6400～ 32020，得如下曲線方程 (37) ?????????????? ..???? (37) 其中， Z表示 AIW 值， X 表示電流。 (36)/(37)得， 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 26 10～ 60℃對(duì)應(yīng)的內(nèi)部 AIW值可通過 式 (38)計(jì)算獲得，例如 18℃對(duì)應(yīng)的 AIW 值即為 16640。 現(xiàn)給出輸入量采樣與 Er/Eh 計(jì)算的程序： 模擬量輸入映像區(qū)中的 AIW0、 AIW2 分別為溫度和濕度的測(cè)量值，將其存放于存儲(chǔ)單元 VW0、 VW2 中，作為后續(xù)運(yùn)算的準(zhǔn)備。 以種植蝴蝶蘭為例，溫度設(shè)定值 T0 =18℃，濕度設(shè)定值 H0 =70%RH，通過上述計(jì)算方法得各自對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值分別為 166 24320，將其分別存放于存儲(chǔ)單元 VWVW6中，然后進(jìn)行求誤差的運(yùn)算。 第 四 章總結(jié)與展望 本系統(tǒng)的研制為溫室作物提供了良好的生長環(huán)境，也為研究 環(huán)境因子對(duì)作物的影響和探索作物高效生產(chǎn)規(guī)律提供了理論和實(shí)踐參考。系統(tǒng)的研究工作在提高我國溫室遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 27 環(huán)境控制的技術(shù)水平，增強(qiáng)我國溫室技術(shù)的國際競(jìng)爭力等方面都進(jìn)行了大膽有益的嘗試，對(duì)溫室環(huán)境控制水平具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文綜合運(yùn)用了通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等完成了溫室環(huán)境控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，構(gòu)建了一個(gè)較為完整且全面的溫室控制系統(tǒng)。現(xiàn)將整個(gè)系統(tǒng)的工作情況做如下總結(jié)： 1．通過對(duì)溫室結(jié)構(gòu)、室內(nèi)作物的生長特性及影響作物生長的環(huán)境因子的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室小氣候中主要環(huán)境因子的測(cè) 量與控制。 2．將模糊控制運(yùn)用到溫室環(huán)境控制系統(tǒng)中，運(yùn)行結(jié)果表明：該算法可達(dá)到系統(tǒng)的應(yīng)用要求。 3．開發(fā)基于 ProfibusDP總線的溫室環(huán)境分布式測(cè)控系統(tǒng)。 4．利用 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)溫室環(huán)境上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件，具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、曲線報(bào)表顯示、報(bào)警等功能，符合監(jiān)控軟件要求。 5．對(duì)溫室灌溉系統(tǒng)采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，著重從理論層面驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的有效性。 溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究是一項(xiàng)具有實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景的課題，對(duì)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。由于時(shí)間的限制，有些功能和設(shè)想尚未實(shí)現(xiàn)，部分工 作有待進(jìn)一步完善，建議后續(xù)工作應(yīng)從下列幾方面進(jìn)行： ，通過實(shí)際操作總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，充實(shí)完善模糊控制算法，從而進(jìn)一步提高控制精度。 、變送器電路，這樣既能節(jié)省硬件采購成本，又縮短了供貨周期。也可自行開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控軟件，使其更具個(gè)性化及靈活性。 ，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，完善溫室功能。 ，從而實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境全貌的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 28 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 29 參考文獻(xiàn) [1]程世剛 .現(xiàn)代溫室環(huán)境控制 [J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)， 2020,30(6):79. 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