[發明專利]一種光照度自動調節方法和執行機構

在審

• 申請號: 202210373440.6
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114442702A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 李相國;馮敏;李綠欣;連良秀
• 申請（專利權）人: 宏景科技股份有限公司
• 主分類號: G05D25/02
• 分類號: G05D25/02
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 林偉斌;歐秋望

本發明涉及智能控制領域，更具體地，涉及一種光照度自動調節方法和執行機構。本發明通過基于模糊控制的調節方法，不僅將光照度調節在作物生長的適宜范圍內，還使光照度遵循專業人員的長期工作實踐經驗而變化，提高了光照度的控制精度，更貼合于作物需求。此外，執行機構的動作連續，在超調量和穩定性上體現了明顯的控制優勢，有利于延長執行機構的使用壽命。

技術領域

本發明涉及智能控制領域，更具體地，涉及一種光照度自動調節方法和執行機構。

背景技術

設施農業作為我國農業領域的一個重要組成部分，涉及多學科和系統，事關人民生活水平與生活質量的提高，其發達程度已成為衡量一個國家或地區農業現代化水平的重要指標之一。溫室作為設施農業的一部分，可以改變作物生長環境、為作物生長創造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候的影響。溫室設施的關鍵技術是環境控制，現有技術中為了避免外部環境因素造成作物減產，提出了根據當前環境因素對溫室設施進行控制的方法，以此使溫室內的環境達到最適合作物生長的效果。

模糊控制是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種智能控制方法，它是從行為上模仿人的模糊推理和決策過程的一種智能控制方法。該方法首先將操作人員或專家經驗編成模糊規則，然后將來自傳感器的實時信號模糊化，將模糊化后的信號作為模糊規則的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執行器上。模糊控制通常以模糊控制器實現，模糊控制器包括：模糊化接口、知識庫和推理解模糊接口。模糊化接口用于將輸入量模糊量化，知識庫用于存儲模糊規則，推理解模糊接口用于根據模糊規則完成模糊推理，對控制量輸出進行解模糊。

隨著控制方法不斷發展，現有的控制方法已基本完善，能很好地滿足環境控制的基本需求。然而對溫室光照的控制，現有的方法存在許多不足，其中尤為突出的就是控制方法無法將光照度精確地保持在作物生長的適宜范圍內。實現精確控制光照度，并且使光照度符合作物需求，不僅需要復雜的數學模型，還需要能精確執行數學模型的裝置。由于控制器難以建立精確的數學模型，并且溫室設施復雜，環境因素多變，數學模型預設的規則未必符合作物需求。現有的光照度控制方法無法貼合作物需求，已成了智能控制領域迫切要解決的問題之一。因此，目前亟需一種將光照度控制在作物生長的適宜范圍內的光照度自動調節方法和執行機構。本方案基于模糊控制能模擬人的思維方式，將控制經驗和知識轉化，提高光照度的控制精度和溫室的利用效率。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種光照度自動調節方法和執行機構，用于解決光照度不適宜作物，控制精度低的問題。

本發明采取的技術方案是：

一種光照度自動調節方法，包括：

對光照度誤差、光照度誤差變化率和光照度控制量進行模糊量化；

將模糊量化后的所述光照度誤差通過光照度誤差量化因子進行論域變化，得到光照度誤差賦值表；

將模糊量化后的所述光照度誤差變化率，通過光照度誤差變化率量化因子進行論域變化，得到光照度誤差變化率賦值表；

將模糊量化后的所述光照度控制量，通過比例因子進行論域變化，并對模糊量化的所述光照度控制量進行解模糊，得到光照度控制量賦值表；

獲取光照度誤差和光照度誤差變化率的輸入值，根據所述輸入值，查詢預設的模糊控制規則表和所述光照度誤差賦值表、所述光照度誤差變化率賦值表、所述光照度控制量賦值表，得到需要的光照度控制量；

將查詢得到的所述需要的光照度控制量，通過所述比例因子計算得到已就緒的光照度控制量；所述已就緒的光照度控制量可被執行機構讀取，實現光照度自動調節。

進一步地，所述光照度誤差和所述光照度誤差變化率的模糊集均為{PB，PM，PS，Z，NS，NM，NB}；所述光照度控制量的模糊集為{PB，PS，Z，NS，NB}，PB、PM、PS、Z、NS、NM、NB分別表示語言值。