[發明專利]一種密閉畜禽養殖環境解耦模糊調控方法

有效

• 申請號: 201710636087.5
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107203239B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 尹艷玲;沈維政;張宇;張思遠;涂鼎
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種密閉畜禽養殖環境解耦模糊調控方法，包括溫濕度、氨氣解耦模糊控制器和配合所述控制器工作的其他系統或裝置，具體包括數據采集系統、無線數據傳輸系統、控制系統和上位機軟件系統；

所述的數據采集系統主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、氨氣傳感器、微處理器、存儲器等，所述的無線數據傳輸系統主要包括ZigBee射頻模塊、DTU和微處理器，控制系統主要包括繼電器、風機、加熱器、變頻器和送風管道、工業霧化加濕器，上位機軟件系統主要負責信息的接收、存儲、分析和處理，其中模糊調控算法在上位機系統中實現；

所述的解耦模糊調控方法工作流程為：安裝在畜禽舍內的數據采集系統將采集的溫度、濕度和氨氣濃度信息通過無線數據傳輸系統傳輸給上位機軟件系統，上位機軟件系統根據采集的環境參數和環境解耦模糊調控算法，生成環境調控指令，然后將調控指令通過無線數據傳輸系統傳送給控制系統，控制相應的調控設備工作，從而對畜禽舍環境起到調節的作用；

所述的溫濕度、氨氣解耦模糊控制器主要包括溫度模糊控制器、通風模糊控制器、濕度控制器以及溫度和濕度的解耦控制部分，模糊控制器采用二維結構，輸入為偏差和偏差變化率，輸出為控制變量；首先根據養殖對象所需的適宜環境參數標準設置模糊控制器輸入的物理論域，環境參數包括溫度、濕度和氨氣濃度，各個參數使用相同的模糊論域，偏差E的模糊論域為{-3,-2,-1,0,1,2,3}，對應的模糊集合為{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，偏差變化率Ec的模糊論域{-2,-1,0,1,2}，對應的模糊集合為{NB,NS,ZO,PS,PB}，根據物理論域和模糊論域計算不同環境變量的量化因子，對環境變量進行模糊化，輸出控制變量的模糊論域為{0,1,2,3}，對應的模糊集合為{ZO,PS,PM,PB}，模糊控制規則如下表所示：

根據不同控制變量物理論域和模糊論域計算得到不同的比例因子，然后通過模糊推理和反模糊化，得到最終的輸出控制變量，各個控制變量模糊集含義如下表所示：

被控對象含義	ZO	PS	PM	PB
風機	不開風機	開N個風機	開2N個風機	開3N個風機
加熱器	不開加熱器	小功率	中功率	大功率

加熱器功率通過連接的變頻器控制，風機、加熱器和加濕器的功率和數量與畜禽舍尺寸有關，應根據實際情況確定被控對象具體值，風機用于調節氨氣濃度和濕度，加熱器用于調節溫度，工業霧化加濕器用于調節濕度，通風模糊控制器根據當前時刻采集的濕度和氨氣濃度判斷開啟風機個數，當濕度大于高臨界值時，風機全部開啟，當濕度小于高臨界值時，通風模糊控制器受氨氣偏差和氨氣偏差變化率控制，確定開啟風機個數，開啟通風后，計算通風帶來的溫度損失和濕度損失，然后分別開啟加熱器和霧化加濕器進行溫度補償和濕度補償，加熱器將室外冷空氣加熱后通過送風管道送入舍內，當各個溫度、濕度和氨氣超過模糊控制區域時，屬于確定控制區，則相應的調控設備開到最大。