基于LabVIEW的溫室大棚溫、濕度解耦模糊控制監測系統設計與實現

盧 佩，劉效勇

(1.石河子大學信息科學與技術學院，新疆石河子832000;2.中國科學院光電技術研究所，四川成都610209;3.石河子大學 數理學院，新疆石河子832000)

1 模糊控制系統方案

模糊控制系統的一般原理為:將被控制量的理想值與實際測量值進行比較，得到偏差，并計算出偏差變化率，然后把偏差和偏差變化率分別量化成模糊量，再由模糊控制規則根據推理合成規則進行模糊決策，得到模糊控制量，最后將該模糊控制量進行反模糊化得到精確量，作用于被控對象，如此循環下去，實現對被控對象的模糊控制。由于該方案不需建立精確數學模型，穩定性良好，動態響應品質優于常規PI和PID控制［5，6］，因此適合溫室環境系統的控制。

考慮到溫度和濕度這兩個參數存在較強的耦合性，本文采用的模糊控制方案如圖1所示:

其中，T0、H0分別為專家系統給出作物生長的最佳溫、濕度，eT、eH分別為給定值T0、H0與實際測量溫濕度值T、H的偏差，ecT、ecH為偏差隨時間的變化率。由于溫濕度因子具有耦合關系，在此，引入解耦參數αT、αH來消減其耦合性，即:eT(h)=(1－αT)eT+αHeH和 eH(t)=(1－αH)eH+αTeT

經模糊控制器后，得到施加于相關執行機構的控制量ut和uh以實現對加溫/降溫、加濕/除濕等執行機構控制的目的。

模糊邏輯控制器是整個系統的核心，如圖2所示。其設計和推理過程為:將輸入、輸出量轉化為模糊子集，定義其論域，根據各輸入輸出量的實際變化范圍建立模糊化表。根據領域專家的知識和經驗建立知識庫并形成模糊控制規則表。由模糊化表和模糊控制規則表，采用離線間接推理建立控制表格，計算出相應的模糊控制量?！?br>