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《模糊與PI分段調(diào)控肥液EC的優(yōu)化設(shè)計與試驗.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第15期1102016年8月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報TransactionsoftheChineseSocietyofAgricuhuralEngineeringV01．32No．15Aug．2016模糊與P1分段調(diào)控肥液EC的優(yōu)化設(shè)計與試驗王海華1”，付強1，孟繁佳1，梅樹立2，王俊衡1，李莉懈(1．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成研究教育部重點實驗室，北京100083；2．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京100083)摘要：設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中對肥液電導(dǎo)率(EC)的精量調(diào)控是實現(xiàn)智能灌溉的關(guān)鍵技術(shù)之一。肥液混合過程中，由于母液濃度、吸肥方式和
2、灌溉流量等存在差異，試驗檢測到的EC值會產(chǎn)生滯后和不穩(wěn)定現(xiàn)象。針對上述問題，本研究設(shè)計了一種通過測量頻率間接得到肥液電導(dǎo)率的傳感器，并以MSP430單片機為主控制器構(gòu)建了一套水肥調(diào)控試驗系統(tǒng)。同時，在肥液調(diào)控方法方面設(shè)計了粗細分段控制策略，控制方法均為以輸出相應(yīng)的占空比來控制吸肥電磁閥的開閉。當(dāng)實測EC值與目標(biāo)EC值相差較大時，采用PI控制方法，能夠快速縮小差距；而當(dāng)兩者偏差較小時，采用模糊控制可以使混肥EC值逼近設(shè)定值。此外，試驗利用多管路復(fù)合式文丘里，設(shè)計了4組不同的EC目標(biāo)值和4種不同的吸肥管路組合進行吸肥測試。結(jié)果表明，Ec傳感器間
3、接測量到的頻率與實際肥液EC值有顯著的線性關(guān)系，決定系數(shù)為O．9995，保證了測試精度。當(dāng)目標(biāo)EC值設(shè)定為2mS／cm時，分段控制情況下實測EC達到穩(wěn)態(tài)的用時為122S，最大EC值為2．34mS／cm，優(yōu)于采用單PI控制的180S和2．62mS／cm。且目標(biāo)EC值越大，穩(wěn)態(tài)EC值越精確，但是穩(wěn)態(tài)時延和過量超調(diào)現(xiàn)象更明顯。本研究表明分段調(diào)控能夠較好地克服EC值的過量超調(diào)，同時混肥時間和實測EC值能夠滿足實際需求。關(guān)鍵詞：溫室；灌溉；傳感器；模糊控制；PI控制；分段調(diào)控；水肥一體化doi：10．t1975／j．issn．1002—6819．20
4、16．15．016中圖分類號：$275文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1002—6819(2016)一15—0110—07王海華，付強，孟繁佳，梅樹立，王俊衡，李莉．模糊與P1分段調(diào)控肥液EC的優(yōu)化設(shè)計與試驗【J】．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(15)：110-116．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．016http：／／www．tcsae．orgWangHaihua，F(xiàn)uQiang，MengFanjia，MeiShuli，WangJunheng，LiLi．Optimaldesignandexperimen
5、toffertilizerECregulationbasedonsubsectioncontrolalgorithmoffuzzyandPI[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(15)：110—116．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975巧．issn．1002—6819．2016．15．016http：／／www．tcsae．org0引言水肥一體化是
6、當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)蔬菜生產(chǎn)中的重要智能化技術(shù)之一。水肥調(diào)控系統(tǒng)將灌溉與施肥結(jié)合起來，利用滴灌方式精量供給作物所需的水分和肥料，達到節(jié)水節(jié)肥和保障農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的目的”。1。其中，水肥一體化調(diào)控設(shè)備的施肥器設(shè)計和控制策略是實現(xiàn)精量施肥的關(guān)鍵?；谡婵肇搲涸淼奈那鹄锸┓势?1相對于自壓式”1、壓差式”，、水力驅(qū)動注入式陋，等裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，無需額外動力，成本低廉等特點盯，。然而，傳統(tǒng)的文丘里一般只有一個用來吸肥的進口，不能滿足同時供應(yīng)多品種和生長期不同作物的自動配肥需求。本文試驗所采用的是改進后的復(fù)合式文丘里，具備多通道吸肥能力，且結(jié)
7、構(gòu)緊湊。通過與控制系統(tǒng)配合，可以設(shè)定并得到比較穩(wěn)定的肥液比例，在設(shè)施農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。施肥控制策略是實現(xiàn)水肥一體化設(shè)備精量灌溉的難收稿日期：2015-03—14修訂日期：2016-05—10基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(31301240)；土壤植物及其系統(tǒng)技術(shù)國家重點實驗室開放課題(2014一SKL一03)作者簡介：王海華，男，江西南昌人，副教授，博士，主要從事農(nóng)業(yè)信息化方面的研究。北京中國農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成教育部重點實驗室，100083。Email：whaihua@cau．edu．cn※通信作者：李莉，女，河北唐山人，副
8、教授，博士，主要從事精細農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成方面的研究。北京中國農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成教育部重點實驗室，100083。Email：lily@cau．edu．ca點，本文將重點研究施
