[发明专利]一种温室环境多因子协调节能优化控制方法

权利要求书

1.一种温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设定作物在各个生长时期的期望日平均温度，并获得未来七日天气预报数据；

2)预估温室通风系统状态；

3)根据步骤1)和步骤2)采用多因子协调算法设定温室内各环境因子设定值，所述环境因子包括温度、湿度、光照辐射强度和二氧化碳浓度；

4)获得环境因子实时值，根据所述环境因子设定值调控温室内相应执行机构；

所述步骤3)中，对温度进行设定的具体过程为：

A1)根据每周作物所处生长期确定周平均温度；

A2)根据期望日平均温度和天气预报数据，采用滚动优化方式计算未来七日的最优日平均温度，滚动优化的频率为每日一次，滚动优化时采用的性能函数J₁为：

式中，q_tomη_DMFMDM_Har(T_Di)表示第i日的日平均温度为T_Di时作物产生的经济收入，q_tom表示作物单价，η_DMFM表示果实干重到果实鲜重的转化因子，DM_Har表示收获的果实干物质产量，q_heatQ_heat(T_Di)表示第i日平均温度为T_Di时的加热能耗成本，q_heat表示加热能量的单价，Q_heat表示加热能耗，

滚动优化时采用的约束条件包括七日累积温度条件和室内温度上下限条件；

A3)采用滚动优化方式计算满足所述最优日平均温度约束下的当日小时平均温度，滚动优化的频率为每小时一次，滚动优化时采用的性能函数J₂为：

式中，T_Hj表示第j小时的小时平均温度；

滚动优化时采用的约束条件日累积温度条件、室内温度上下限条件、白天平均温度条件和相邻小时温差上限条件。

2.根据权利要求1所述的温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，所述作物所处生长期包括苗期、生长期和果期。

3.根据权利要求1所述的温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，获取所述作物产生的经济收入时，把作物产量或果实干物质等效分布到作物生长的每一生长发育阶段。

4.根据权利要求1所述的温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，所述步骤3)中，对二氧化碳浓度进行设定的具体过程为：

在每个小时内，以当前的温度设定值和天气预报数据中的光照数据为条件，以二氧化碳浓度设定值为优化变量，以最大化控制步的经济效益总和为目标，进行优化，计算获得各控制步的二氧化碳浓度设定值，所述优化过程采用的经济效益总和，即性能函数J₃为：

式中，CO_2,k表示第k个控制步的二氧化碳浓度设定值，q_tom表示农产品单价，η_DMFM表示果实干重到果实鲜重的转化因子，η_PDM表示光合产物转化为干物质的转化因子，P表示控制周期内光合总产量，表示二氧化碳单位，表示二氧化碳释放量，s表示一个小时内控制步总数。

5.根据权利要求4所述的温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，所述控制步为15分钟。

6.根据权利要求1所述的温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，预估温室通风系统状态具体为：

将天气预报数据中的温度值作为室外温度，将所述室外温度与结霜温度和通风温度进行比较，根据比较结果获得通风系统的开启程度。

7.根据权利要求1所述的温室环境多因子协调节能优化控制方法，其特征在于，所述步骤4)中，调控温室内相应执行机构时，以调控温室环境因子间相互协调及调控手段相互协调为原则。