温室环境控制技术的发展历程

2021-10-13      浏览:

      智能温室是普通温室随着现代科技而建立的更高效、更节能、更精准调控的温室,智能温室是农业的高级形态,是农业的未来的发展目标,是农业技术进步的设施保障,而能控制温室实现种植者想要的温室环境的智能控制技术是智能温室的核心内容。设施温室环境控制的发展历程大致历经了三大阶段:定值开关控制阶段、传统自动控制阶段和智能控制阶段。

1.定值开关控制阶段

      定值开关控制是不考虑滞后性右惯性的初始的手动控制过程。这种控制方式,也可以称为基于种植经验的手动控制方式。关于温室环境因子的调节与控制最初历史上很长一段时间都是用这种最朴素的方式对温室进行管理。这种方式要求管理者必须要经验丰富,但是效果并不是特别理想,人工管理的弊端在于对作物生长环境的调控存在人为偏差,精度低,局限性较大,无法在提高产量的同时节约资源,效率很低,也无法实现大面积或者多温室的管理。


2.传统自动控制阶段

       传统的农业生产方式已经跟不上时代发展的步伐,尽快脱离人工的自动控制逐渐成为农业发展的趋势。传统的自动控制一般是基于设定值的控制技术,使作物生长环境维持在我们的设定范围下。PID控制是温室中目前应用最广泛的,主要为KpKiKd分别与系统偏差、偏差积分、偏差微分经过线性组合形成控制量,消除被控目标的误差并进行设定值跟踪控制,相对于手动调节是跨时代的进步。

3.智能控制阶段

      现代的智能控制是热门研究方向,如专家控制系统、遗传算法、多目标优化控制、模糊控制、鲁棒控制、神经网络控制、解耦控制、仿人工智能控制、基于作物生长模型的模型预测控制等。智能控制算法大多优化了多因子强干扰性、模型精准性、多变量控制等问题。


4.智能温室控制系统的研发现状

      经过时间的推移与科学的进步,中国的科研人员对温室智能控制系统不断的刻苦研究,也逐渐有了一些较先进的成果,如多目标的全局优化方法与基于作物生长模型的控制方法。随着网络信息技术下的人工智能和机电一体化技术应用水平的不断提高,温室环境控制系统和智能设备的大规模应用成为可能,这对解决世界粮食和蔬菜问题具有重要意义。