基于模糊PID控制的水肥一体化设备的设计

针对智能水肥一体机的水肥混合过程,结合PID控制、模糊控制理论等完成水肥一体化设备,控制器主要是基于模糊的PID控制的规则,以多元数据为依托的控制系统。水肥一体机设备的整体平台主要包括分析层、平台管理层、控制层及资源层几个方面。本次设计的PID控制的自动水肥一体机旨在解决控制对象复杂影响控制系统准确性的问题,应用PID算法提高整体系统的稳定性及响应速度。     

基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明：基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。     

基于SOA优化模糊PID的水肥控制系统研究

为解决目前水肥控制系统中存在的精度低、稳态性差、过度依赖专家经验等问题,基于模糊PID控制模型,设计一种SOA优化模糊PID的水肥控制系统.系统采用具有自适应特性的SOA算法,智能优化模糊PID控制器的量化因子、比例因子,完成对系统中各项参数的自适应调整.综合Simulink水肥控制对比实验可知,SOA优化的模糊PID...     

智慧农业下的水肥一体机精准化作业研究

针对我国农业水资源和化肥资源的利用率较低的问题,在智慧农业下对水肥一体机的精准化作业进行了研究。水肥一体机的主要组成包括控制系统、监测系统、灌溉施肥系统、网络传输系统和数据中心。将粒子群算法与PID控制算法结合,对粒子群-模糊PID控制器进行设计,并对水肥溶液的EC值和pH值进行控制,提高了水肥一体机的控制精度,减少了控制时间。为了验证水肥一体机的性能,进行了数据采集准确性分析试验和精准化作业控制试验,结果表明：数据采集较为准确,且可以精准地配比水肥溶液,满足作物的灌溉要求。     

基于计算机网络的水肥一体机监控作业研究

针对我国传统的灌溉和施肥技术的水分利用率较低、农田管理效率低下的问题,基于计算机网络技术对水肥一体机的监控作业进行研究.该水肥一体机的主要组成包括设备模块、通信模块、数据模块、接口模块和用户模块.农作物生长状态主要受电导率(EC)和酸碱度(pH值)的影响,为了实现对这两项指标的控制和调节,对水肥一体机的监控软件进行设计...     

水肥一体机吸肥性能影响因素试验分析

针对文丘里和施肥泵组合结构的水肥一体机,分析了其结构组成和工作原理,得出了影响吸肥性能的主要因素,包括主管压力、主管流量、进口压力、施肥泵流量、通道数量、吸肥口数量、液位高度、过滤器等.在此基础上构建了试验装置,并进一步通过试验研究了这些因素对吸肥性能的影响.结果表明:主管压力对吸肥性能影响取决于施肥泵扬程,当施肥泵扬...     

智能混肥控制系统水肥浓度控制策略研究

如今中国农业正处在由传统的粗放型农业向现代化农业转型的关键时期,现代的物联网、大数据、智能控制等技术的发展为农业的转型提供了坚实的技术支撑。中国作为世界最大的农产品生产国,设施农业种植面积位列世界第一,但设施和设备的技术含量不足且尚未实现规模量产,严重影响了农业现代化的推进。为此,基于智能水肥控制技术,针对智能水肥一体机混肥浓度非线性问题,提出了一种变论域模糊控制算法VFPID,结合传统PID控制器后,在混肥过程中水肥耦合液浓度控制超调量变小、调节时间短,控制效果显著。变论域模糊控制器经过论域调整,在线自整定输出变量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d,同时作为PID控制器输入量,并运用在线自整定功能的控制器,实现了控制过程中浓度调解时间更短、控制精度更高的目标。     

基于WOA优化模糊PID的设施智能水肥系统设计与实现

为解决传统水肥灌溉难以精准施肥以及水资源浪费的问题,针对当前水肥系统自适应能力差,存在非线性、时变性和滞后性以及自动化程度低等难点,设计了一套适用于设施农业的智能水肥远程控制系统。该系统通过基于鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm, WOA）优化模糊PID调控本地端电动球阀开度进而精确控制水肥溶液电导率（EC）,实现远程控制电导率至设定范围。利用MATLAB/Simulink对PID、模糊PID、以及基于WOA优化的模糊PID控制系统进行仿真,发现较传统的PID控制模型,系统的超调量仅为PID控制的2.7%,调节时间缩短了86.5%,稳态误差降低了99.8%。实现了智能终端对传感器数据实时监测和智能算法对水肥溶液EC值远程精确控制,具有较高的实际运用价值。     

基于Python的双过滤水肥一体机智能控制研究

为了满足不同生长时期植株水肥需求,基于基于Python的双过滤图像处理方法及环境监测技术,设计了可以自适应调节的水肥控制系统,主要包括氮肥含量控制和浇灌量控制.氮肥含量控制:首先,CCD摄头采集植株图像,应用Python的双过滤图像处理方法得到植株高度;其次,建立不同生长时期最高植株对应的氮肥浓度的曲线;再次,采用色度...     

基于嵌入网络的水肥一体机系统平台软件测试

以水肥一体机系统平台为研究对象,利用嵌入式系统及TCP通信方式建立平台控制通信软件.利用Visual Studio对系统平台中的TCP通信软件、监控系统运行软件以及水肥溶液浓度控制模块软件进行测试,结果表明:嵌入式控制系统TCP通信及监控中心TCP通信均能够正常工作,且通信运行状态良好;监控系统软件能够实时进行灌溉过程...     

基于STM32的水肥一体机智能控制系统优化研究

以水肥一体机智能控制系统为研究对象,对作物生长过程中所需的水分及肥料进行分析,利用工控机作为上位机、STM 32控制板作为下位机,搭建水肥一体机智能控制系统.系统可根据作物生长状态、灌溉面积及环境参数,结合作物生长需求进行灌溉量和肥量的分析计算,并根据肥料溶解特性进行灌溉施肥时间的分配转换,在STM 32控制板的输出指...     

基于物联网和模糊PID技术的温室智能监控系统

针对温室范围广、监控点多、布线困难、且具有非线性、大延时、控制模型难以确定等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点、汇聚节点及智能控制节点,实现对温湿度、光照等参数的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输;以GPRS技术实现汇聚节点与监控平台的对接,采用带Smith预估器的模糊PID控制算法实现对遮阳网、风机、湿帘、均热扇等设备的控制,经现场长时间运行表明,整个系统经济实用,控制精度高,运行稳定可靠,满足大棚生产要求。     

滴灌棉田施肥系统水肥EC值控制策略研究

在现今新疆兵团农业生产中,已基本实现了滴灌系统的推广使用,但在滴灌系统中广泛使用的施肥罐,常常会出现肥料溶液浓度难以把握、时间不易控制的问题,国外先进的灌溉施肥设备在国内应用的生产效果并不理想,不适应我国的气候条件和种植生产环境,因此国内急需一种精确的水肥一体化自动控制系统,来解决这一弊端.针对这一现象,设计了一套基于...     

水肥一体机EC传感器安装特性试验研究

【目的】确定水肥一体机EC传感器最佳安装角度。【方法】通过试验测定不同安装角度条件下,肥液的电导率值。【结果】从偏差系数可以看出,90°条件下(EC传感器处于水平位置),EC传感器所测得的EC值波动范围最小,其EC监测通道监测效果最好。且90°、135°、180°条件下,EC监测通道的监测效果要明显优于0°和45°条件。【结论】水肥一体机的EC传感器最佳安装角度为90°。同时,为避免溶质粘附在EC传感器的电极上面影响测量精度,应选用90(°水平方向)安装EC传感器,而不采用135°和180°条件安装。     

基于云平台的智能水肥一体机控制系统研发

针对目前滴灌水肥一体化技术推广应用中普遍存在的管理模式粗放、自动化程度低、水肥浪费严重的现状,以智能水肥一体机控制系统开发为研究对象,借助于无线通讯技术、传感器技术及自动控制技术等现代技术开发了一套可以通过远程和本地两种相对独立的模式实现对施肥配方、施肥程序及轮灌编组等灌水施肥过程调控的控制系统。实测结果表明,控制系统有效性达98.3%以上,较传统水肥管理模式节省人工80%以上,有效提高田间水肥管理的自动化程度和精细化水平,符合现代农业的发展需求。      

基于DRNN网络的风力辅助提水机自整定PID控制

基于风力机和离心水泵的特点,提出了一种风力辅助提水机结构及该机的控制系统。该机是一个耦合的两输入两输出时变系统,系统存在的响应较慢,负荷的随机变化及参数快时变的特性。固定参数PID控制难以适应此系统控制要求,因此,提出一种基于回归神经网络（DRNN）的两输入两输出PID控制器结构,给出了DRNN神经网络参数学习算法和PID控制器参数自整定算法。使该系统能在自然界的风速随机变化的情况下使风力机最大可能利用风能,同时与离心水泵输出功率匹配.计算机仿真结果验证了该控制策略可行性,这为以后进一步研究奠定了基础。     

模糊PID算法在冻干试验机温度控制中的应用

设计了一种模糊PID控制器,可应用于冻干试验机的温度控制系统中,提高了温度响应曲线的跟随性,加快了反应时间.采用MATLAB仿真对PID控制与模糊PID控制进行对比,获得了调节时间有明显改善的模糊PID控制器算法;给出了系统的近似模型,并将模型与算法应用于冻干试验机,获得了良好的控制效果.     

茶叶杀青机双模糊控制系统设计与试验

为实现茶叶加工机械智能化控制,在分析茶叶加工工艺的基础上,提出基于模糊控制的茶叶杀青机控制方案。通过检测杀青滚筒内的鲜叶投叶量和鲜叶等级,应用模糊控制规则决策,实时调整杀青时间和杀青温度的设定值,并在杀青温度中嵌入模糊PID控制,实现杀青温度的精确控制。利用NI USB-6215数据采集卡、西门子PLC等构建数据采集与控制硬件系统,并用LabVIEW虚拟仪器测试双模糊控制系统的输出效果。试验分析了该控制系统输出量对茶叶杀青效果的影响,试验结果表明:该控制系统输出的茶叶加工工艺参数杀青效果理想,杀青温度偏差低于1℃,杀青时间偏差小于5 s。该控制策略减少了制茶过程中人为因素的干扰,提高了茶叶加工机械的智能化水平。