基于变论域模糊PID的水肥控制策略研究

作     者：王庆华 周晶 侯俊才 WANG Qinghua;ZHOU Jing;HOU Juncai

作者机构：西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434 

基　　金：陕西省重点研发计划项目(2021NY-182) 国家现代农业产业技术体系项目(CARS-23-D06) 陕西省科技创新团队项目(2021TD-34) 

出 版 物：《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Northwest A&F University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第51卷第11期

页      码：144-154页

摘      要：【目的】设计用于三通道灌溉施肥机的变论域模糊比例积分微分(PID)水肥配比控制器,为水肥一体机灌溉过程中水肥配比的精准控制提供支持。【方法】结合自动化技术和智能控制算法,设计变论域模糊PID水肥配比控制策略,通过流量传感器实时监测水肥一体机灌溉过程中的水肥配比,采用变论域模糊PID控制策略调控阀门开度改变吸肥泵的回水量,实现对灌溉溶液中水肥配比的控制,并以蔬菜上海青为对象,通过田间试验对该算法的控制效果进行试验验证。【结果】与传统PID控制系统相比,变论域模糊PID控制系统的水肥配比波动和超调量均较小,到达稳态的时间缩短了5~25 s;变论域模糊PID控制的水肥配比误差不超过5%。田间试验结果表明,与使用传统人工灌溉施肥相比,采用变论域模糊PID控制策略的水肥一体化系统灌溉上海青可以节水14.92%,节省尿素14.68%,节省过磷酸钙12.76%,且上海青的平均全长、株高、开展度、叶片数分别提高了15.86%,17.67%,18.92%和21.73%,产量提高了41.73%。【结论】实现了水肥一体机水肥配比的变论域模糊PID控制,设计的水肥一体机的性能可以满足实际生产需求。

主 题 词：变论域模糊PID 水肥一体化系统 水肥配比 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13207/j.cnki.jnwafu.2023.11.015

馆 藏 号：203124359...