[發(fā)明專利]基于PID算法的溫室智能化水肥混合調(diào)控系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011621759.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112782971B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任妮;盧闖;貢宇;戴秀;劉譯彭;毛曉娟;王陽;張文翔
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;南京蘇農(nóng)信數(shù)據(jù)科技有限公司;遼寧先豐農(nóng)業(yè)科技有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 蔡興兵

本發(fā)明公開了一種基于PID算法的溫室智能化水肥混合調(diào)控系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括：混肥桶，限定有容納腔，混肥桶具有與容納腔連通的進水口、回流口和出料口，混肥桶內(nèi)預(yù)設(shè)有第一預(yù)定液位線和第二預(yù)定液位線；進水管，與進水口連通以向混肥桶內(nèi)進水；出料管，第一端與出料口連通以排出混肥桶內(nèi)的物料；回流管，第一端與出料管的第二端連通，回流管的第二端與回流口連通；灌溉管，第一端與出料管的第二端連通，灌溉管的第二端用于灌溉；肥桶，限定有用于存放肥料的腔室，肥桶與回流管連通，以向容納腔進肥；PID控制模塊，與進水管、出料管和回流管的閥門連接。根據(jù)本發(fā)明實施例的調(diào)控系統(tǒng)能夠提高從灌溉管流出的水肥比的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智慧農(nóng)業(yè)及水肥精準化灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PID算法的溫室智能化水肥混合調(diào)控系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)的大力發(fā)展，國家對智慧農(nóng)業(yè)也是高度重視。而本發(fā)明正是基于這一大背景之下，衍生而出。

現(xiàn)有的很多水肥混合方法，包括有簡單的在水管中完成水肥混合、復(fù)雜型的在混肥桶內(nèi)進行水肥混合操作，這一系列混肥方法，均無法精確有效地控制混肥，存在著水肥比例分配不均的現(xiàn)象。

現(xiàn)有技術(shù)提供了一種參數(shù)自整定PID調(diào)節(jié)水肥配比控制系統(tǒng)及方法，其中提到的該系統(tǒng)包括水流量傳感器，用于檢測水流量；肥料流量傳感器，用于檢測肥料流量；控制器，用于根據(jù)設(shè)定值對水肥配比進行實時調(diào)節(jié)：直流電機驅(qū)動器，與控制器通訊連接，用于驅(qū)動吸肥泵；吸肥泵，用于通過吸肥通道將肥料與水進行混合。該發(fā)明旨在提高 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對PID參數(shù)整定的響應(yīng)速度。

該系統(tǒng)主要在于測算輸出濃度，運用輸出的水泵控制濃度值，提及的PID算法控制也是用于控制系統(tǒng)中水泵裝置的，但肥水在混肥桶里對沖時就沖走了。

發(fā)明人在實施現(xiàn)有技術(shù)時，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中具有如下缺陷：

現(xiàn)有技術(shù)無法準確定位水肥的輸出灌溉比，現(xiàn)今的水肥混合采用的方法多為在水管內(nèi)或肥桶內(nèi)完成水與肥的對沖混合，應(yīng)用水肥對沖進行混肥而引起輸出水肥比不均的情況，這樣的水肥對沖操作使得我們無法得到想要的水肥混合比，即無法實現(xiàn)準確的水肥濃度比，進而無法實現(xiàn)精準調(diào)配與精準灌溉。例如，發(fā)明人在實施現(xiàn)有技術(shù)中一些通過回流控制出料濃度的方案中，發(fā)現(xiàn)設(shè)定水肥比例不一定是實際輸出的水肥比例，回流操作只是便于控制PID。在系統(tǒng)持續(xù)工作時，一方面，從回流位置測pH無法保證輸出的肥料濃度準確，如果輸出的肥料濃度無誤，則回流的濃度也無誤，即無需PID調(diào)整。如果輸出的肥料濃度有偏差，則回流的濃度也有偏差，此時測得的pH是不準確的。又一方面，現(xiàn)有技術(shù)中的純水和肥料的混合同時在桶內(nèi)進行，攪拌后就執(zhí)行輸出。再一方面，現(xiàn)有技術(shù)中測定pH的地點不同，整個系統(tǒng)的響應(yīng)也不同。例如，輸入水肥比是1：2，測回流發(fā)現(xiàn)，輸出不是1:2，則說明攪拌效率或者水溶比和設(shè)定的不一致，此時通過回流控制攪拌，將無法實現(xiàn)輸出水肥濃度的校正，響應(yīng)時間也會很慢。

同時，市面上也沒有相對成熟的整套系統(tǒng)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于PID算法的溫室智能化水肥混合調(diào)控系統(tǒng)和方法，能夠解決背景技術(shù)的至少一個問題。