[發明專利]融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建與應用

有效

• 申請號: 201711494147.0
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN108256181B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 胡瑾;辛萍萍;田紫薇;張海輝;劉行行;盧有琦;汪健康
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;A01G7/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取作物幼苗的光合數據樣本，分析光照強度、環境溫度對作物光合速率的影響，構建CO₂響應直角雙曲線修正模型；

利用曲線曲率理論獲取不同溫度、不同光強下CO₂響應曲線的曲率最大值，該值對應的CO₂濃度即為相應溫度、相應光強下的CO₂限制上限CO₂值點，在此基礎上構建不同溫度、不同光強下的融合效率約束的設施CO₂目標值調控模型；

其中，獲取CO₂響應曲線上曲率最大值的過程如下：

先利用所述響應直角雙曲線修正模型對數據進行擬合，得到一條CO₂響應曲線，并對其進行歸一化；

將CO₂響應函數定義為符號函數，求歸一化后CO₂響應函數的曲線曲率，利用遺傳算法對CO₂響應函數曲率進行尋優，得到曲率的最大值點，在此基礎上反歸一化后曲率的最大值對應的CO₂點即為CO₂限制上限CO₂點。

2.根據權利要求1所述融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建方法，其特征在于，利用matlab對不同溫度、不同光強下的CO₂響應模型回歸擬合，將初始羧化速率、CO₂抑制項、CO₂飽和項以及光呼吸速率帶入光響應直角雙曲線修正模型公式即得到不同溫度下不同光強的CO₂響應方程，所述CO₂響應直角雙曲線修正模型公式如下：

其中，P_n為凈光合速率，C_i為胞間CO₂濃度，α為植物光合作用對CO₂響應曲線在C_i＝0時的斜率，即CO₂響應曲線的初始斜率，也稱為初始羧化速率，P_nmax為光合能力，R_p為光呼吸速率。

3.根據權利要求1所述融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建方法，其特征在于，對特定溫度、特定光強下CO₂響應曲線歸一化處理，生成CO₂響應函數Pn'(CO₂)，所述歸一化方法為線性轉換、對數轉換或反余切轉換。

4.根據權利要求3所述融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建方法，其特征在于，對所述的歸一化的特定溫度、特定光強下CO₂響應函數進行曲率獲取，其公式如下：

其中，K表示CO₂響應函數的曲率函數，(Pn'(CO₂))”表示CO₂響應函數的二階導數函數，(Pn'(CO₂))'表示CO₂響應函數的一階導數函數。

5.根據權利要求1所述融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建方法，其特征在于，獲取所有CO₂限制上限CO₂點的基礎上，以溫度、光強為自變量、CO₂限制上限CO₂為因變量，基于非線性回歸擬合得到不同溫度不同光強下的CO₂環境調控目標值模型。

6.根據權利要求1所述融合效率約束的設施二氧化碳目標值的優化調控模型的構建方法，其特征在于，獲取所有CO₂限制上限CO₂點的基礎上，以溫度、光強為自變量、CO₂限制上限CO₂為因變量，基于支持向量機SVM算法擬合得到不同溫度不同光強下的CO₂環境調控目標值模型。