[发明专利]一种温室环境多因子协调多目标控制方法

说明书

本发明涉及一种温室环境多因子协调多目标控制方法，包括以下步骤：1)定性构建温室环境多因子协调多目标控制模型；2)对温室的执行机构分别设定独立的控制方式，对每个执行机构以主要环境因子作为阈值进行控制，次要环境因子对阈值进行辅助修正，实现温室的环境控制。与现有技术相比，本发明具有考虑多因子耦合、适用性较广、逻辑简单易于实现等优点。

技术领域

本发明涉及农业设施环境控制技术领域，尤其是涉及一种温室环境多因子协调多目标控制方法。

背景技术

温室环境控制是现代温室生产过程中的必要部分，现代温室计算机系统现场检测、存储温室内外环境实时数据(温度、湿度、光照、风速等)，通过温室控制方法，现场调控温室内的执行机构(加热机构、遮阳网、天窗、侧窗、保温网、湿帘风机等)，实现对温室内部小气候的控制，营造作物适宜的生长环境。从而减少人力成本，提高作物的产量与质量。其中，若要实现温室自动化控制，核心是控制方法。

中国农村，特别是城市的农业对自动化需求高。农村人口不断减少，从事农业的劳动力也在减小，并且农民综合素质慢慢提高。同时，国外自动化温室控制造价和运行费用高、维护工作拖延、复杂难以进行，这对国产化的温室控制核心技术提出了要求。同时，温室硬件设施在近几年不断进步，中国市场对高端玻璃温室提出了更多的需求，并且温室内的执行机构也逐渐多样化。

国内通用的一种温室机构自动化控制方法是人工设定阈值形式，如温度阈值，从而确定对应执行机构的动作状态。这样的控制方法看似简单，但是温室环境状态却是严重耦合的，并且一个执行机构会同时对温度、湿度产生双向的影响，并且会出现多执行机构的冲突问题。在对比荷兰、以色列等设施农业发达国家的温室控制系统的温室控制方法，差距明显，特别是在玻璃温室的设计和控制的自动化方面。

因此，介于国内温室的现状和生产需求，考虑温室环境和执行机构的模型机理，参考设施园艺的经验，以实用为目标，需要给出一种适宜当前温室生产的环境多因子协调控制方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种温室环境多因子协调多目标控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种温室环境多因子协调多目标控制方法，包括以下步骤：

1)定性构建温室环境多因子协调多目标控制模型；

2)对温室的执行机构分别设定独立的控制方式，对每个执行机构以主要环境因子作为阈值进行控制，次要环境因子对阈值进行辅助修正，实现温室的环境控制。

所述的步骤1)中，温室环境多因子协调多目标控制模型的表达式为：

T(mt,mh,mr,mp)＝α·F(T_set,H_set,R_set,P_set)

+β·G(t_in,h_in,r_in,p_in)+γ·H(t_out,h_out,r_out,p_out,W_rain,Fv,Fd)

其中，T表示采用的执行机构动作规则，包括以下参数：

mt为室内温度，mh为室内湿度，mr为室内光照，mp为室内CO₂浓度；

F为人工设定温室环境控制目标参数的函数，包括以下参数：

T_set为各时段的温度设定值，H_set为湿度设定值，R_set为光照设定值，P_set为CO₂浓度设定值；