[發明專利]面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法

有效

• 申請號: 202110998843.5
• 申請日: 2021-08-28
• 公開（公告）號: CN113625806B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 胡瑾;盧有琦;雷文曄;魏子朝;高攀;張瑤嘉
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學;北京云耘智薈科技有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 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.面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法，其特征在于，包括：

步驟1，以溫度、光照強度和環境空氣CO₂濃度作為輸入，以光合速率作為輸出，構建光合速率模型；

步驟2，根據所述光合速率模型，基于爬山法構建不同溫度與光照強度組合條件下的CO₂濃度飽和點曲面，方法為：

以設定溫度值和光照強度值為步長，建立曲率獲取溫度條件數據樣本集Tⁱ和光照強度條件數據樣本P^j，完成光合速率模型對溫度、光照強度的實例化，從而建立不同溫度和光照強度條件下的CO₂濃度與光合速率的關系曲線，在CO₂濃度與光合速率的關系曲線中，利用爬山法獲取CO₂濃度飽和點，得到不同溫度與光照強度組合條件下的CO₂濃度飽和點曲面；

步驟3，將所述CO₂濃度飽和點曲面根據溫度和光照強度分別離散化出溫度-CO₂飽和點關系曲線和光照強度-CO₂飽和點關系曲線，并分別獲取曲線曲率，將曲率極值點作為劃分調控區間上下限；

步驟4，溫度調控上下限點和光照強度調控上下限點分別連接后的曲線將CO₂濃度飽和點曲面劃分為9個區域，中心區域即為目標調控區間；

步驟5，當環境溫度和光照強度處于中心區域時，不做干預；當環境溫度和光照強度處于中心區域外部時，選擇目標調控區間中距離當前環境溫度和光照強度歐式距離最短點作為調控目標值，將環境調控至目標調控區間。

2.根據權利要求1所述面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法，其特征在于，所述步驟1中，基于SVR算法構建光合速率模型，方法為：

采集不同溫度、不同光照強度以及對應的CO₂濃度為原始數據，對原始數據歸一化之后按比例劃分訓練集和測試集，以原始數據的溫度、光照強度與CO₂濃度為輸入向量，以原始數據的光合速率作為監督向量，并選擇徑向基核函數為核函數，通過網格搜索和3折交叉驗證法進行多次經驗計算獲取最佳參數值懲罰因子C和影響因子g，進行模型訓練與構建。

3.根據權利要求1所述面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法，其特征在于，所述步驟3中，離散化出溫度曲線的方法是：先將特定光照強度固定，然后在溫度的取值范圍內等間隔獲取離散CO₂飽和點，獲得特定光照強度下的溫度-CO₂飽和點關系曲線；

離散化出光照強度曲線的方法是：先將特定溫度固定，然后在光照強度的取值范圍內等間隔獲取離散CO₂飽和點，獲得特定溫度下的光照強度-CO₂飽和點關系曲線。

4.根據權利要求1所述面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法，其特征在于，所述步驟3中，使用基于U弦長的離散曲率算法獲取曲線曲率，將曲率極值點作為劃分調控區間上下限。

5.根據權利要求4所述面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法，其特征在于，分別將溫度-CO₂飽和點關系曲線和光照強度-CO₂飽和點關系曲線的CO₂飽和點最大值作為最優點，依據最優點將CO₂飽和點曲線分為高低環境值兩段，分別求兩段曲線的曲率極值大點，較低段曲線的曲率極值點所對應的環境值即調控下限值，較高段曲線的曲率極值點對應的環境值即環境調控上限值，以此上下限值作為調控點，形成調控區間。

6.根據權利要求5所述面向碳中和需求的效率最優溫室植物調控方法，其特征在于，按照上述步驟計算出不同溫度和光照強度組合條件下的溫度調控上下限和光照強度調控上下限后，分別用溫度下限值、溫度上限值、光照強度上限值和光照強度下限值所構成的曲線將CO₂飽和點曲面劃分為9個區間，中心區域即為目標調控區間，當當前溫度與光照強度不在這個區間內時，從區間邊緣選擇距離當前環境值歐式距離最小點作為調控目標點進行調控。