水肥一體化灌水總量、施肥量和肥液配比以及肥液混合控制
發(fā)布時間：2021-03-05 09:49:03 瀏覽次數(shù)：
我國是一個糧食生產(chǎn)和水肥消費(fèi)大國。然而，對于水肥而言，其有效利用率并不是很理想。傳統(tǒng)的自然灌溉，用水效率只有40%左右。大量的未利用水占用了施肥量，嚴(yán)重浪費(fèi)了資源和能源，造成了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染。將水肥與精確灌溉、施肥結(jié)合起來，適當(dāng)?shù)墓喔攘窟M(jìn)入作物根系附近，不會丟失在深層，這不僅提高了肥料效率，而且還能保護(hù)地下水免受肥料和化學(xué)物質(zhì)的污染。在灌溉和施肥方面，作物所需的水和養(yǎng)分可以得到均勻、適當(dāng)和準(zhǔn)確的控制和供應(yīng)。
1、灌水總量的控制
水肥一體化系統(tǒng)對灌水總量采用獨(dú)立控制，由于主管道內(nèi)灌溉水恒壓流動，灌水總量與灌溉時間成正比，單片機(jī)通過控制閥門開關(guān)時長控制灌水總量。
2、施肥量和肥液配比的控制
施肥控制必須完成兩種控制，即肥液配比控制和施肥量控制。采用時序控制的方式，即可較準(zhǔn)確地控制施肥量和肥液配比。同樣，由于主管道內(nèi)灌溉水恒壓流動，施肥量與灌溉時間成正比，通過控制時間來控制施肥量，即也用控制閥門開關(guān)時長控制施肥量。
3、肥液混合系統(tǒng)控制原理
由于控制系統(tǒng)的電磁閥僅有開關(guān)兩種工作狀態(tài)，又因為混合罐中的肥液混合具有在線性，因此肥液混合系統(tǒng)也具有實時、延遲和不確定等特性，系統(tǒng)的滯后和慣性極大，采用傳遞函數(shù)的原理很難確定，所以肥液混合系統(tǒng)采用模糊控制法。
水肥一體化系統(tǒng)采用負(fù)反饋閉環(huán)控制原理來實現(xiàn)模糊控制。首先，將輸入量、控制規(guī)則、決策以及判決等模塊均模糊化，輸入量模糊化后即對應(yīng)于一定等級的隸屬度，然后，制定輸入變量、輸出控制變量及其論域?qū)?yīng)不同等級模糊集中的各個語言變量的隸屬度。根據(jù)實際經(jīng)驗總結(jié)得出，模糊控制規(guī)則是用語言變量形式表示的模糊條件語句，而起控制作用的模糊集則是以模糊規(guī)則為基礎(chǔ)的模糊決策。最后，用模糊判決方法得到輸出控制變量論域中的等級數(shù)，再經(jīng)過輸出精確化，輸出控制指令。
1、灌水總量的控制
水肥一體化系統(tǒng)對灌水總量采用獨(dú)立控制，由于主管道內(nèi)灌溉水恒壓流動，灌水總量與灌溉時間成正比，單片機(jī)通過控制閥門開關(guān)時長控制灌水總量。
2、施肥量和肥液配比的控制
施肥控制必須完成兩種控制，即肥液配比控制和施肥量控制。采用時序控制的方式，即可較準(zhǔn)確地控制施肥量和肥液配比。同樣，由于主管道內(nèi)灌溉水恒壓流動，施肥量與灌溉時間成正比，通過控制時間來控制施肥量，即也用控制閥門開關(guān)時長控制施肥量。
3、肥液混合系統(tǒng)控制原理
由于控制系統(tǒng)的電磁閥僅有開關(guān)兩種工作狀態(tài)，又因為混合罐中的肥液混合具有在線性，因此肥液混合系統(tǒng)也具有實時、延遲和不確定等特性，系統(tǒng)的滯后和慣性極大，采用傳遞函數(shù)的原理很難確定，所以肥液混合系統(tǒng)采用模糊控制法。
水肥一體化系統(tǒng)采用負(fù)反饋閉環(huán)控制原理來實現(xiàn)模糊控制。首先，將輸入量、控制規(guī)則、決策以及判決等模塊均模糊化，輸入量模糊化后即對應(yīng)于一定等級的隸屬度，然后，制定輸入變量、輸出控制變量及其論域?qū)?yīng)不同等級模糊集中的各個語言變量的隸屬度。根據(jù)實際經(jīng)驗總結(jié)得出，模糊控制規(guī)則是用語言變量形式表示的模糊條件語句，而起控制作用的模糊集則是以模糊規(guī)則為基礎(chǔ)的模糊決策。最后，用模糊判決方法得到輸出控制變量論域中的等級數(shù)，再經(jīng)過輸出精確化，輸出控制指令。
