基于MATLAB的小型花卉溫室溫度模糊控制仿真的研究

摘要 分析了模糊控制應用在小型花卉溫室中的優越性。利用Matlab對整個模糊控制系統進行了仿真試驗。研究表明，模糊控制不僅能將溫度恒定在一個確定范圍，而且能體現溫度控制平穩，控制超調量小的特點。

關鍵詞 模糊控制；Matlab；溫度控制

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08486-02

Abstract The superiority of fuzzy control applied in small greenhouse for flowers was analyzed in this research. Matlab was used to conduct the simulation experiment on the entire fuzzy control system.The result reveals that the fuzzy control not only is able to hold the temperature constant in certain range， but also shows the characteristic of small overshoot and stable control of the temperature.

Key words Fuzzy control； Matlab； Temperature control

從清末民初開始，花卉就作為賀喜、拜壽、探親訪友必備之物。這使得花卉的需求量日益增加。如今，花卉不僅可以作為一種禮物，而且是人們日常生活的必須品。這使得小型花卉溫室慢慢出現。最初小型花卉溫室是作為大型花場中的一個展覽區供人參觀，或是作為花卉實驗溫室用來研究花卉生長狀況。慢慢地，一些特殊的小型花卉溫室出現在城市的花卉市場，供購花人在城市內買到最新鮮的花朵。雖然自20個世紀90年代以來，通過對國外先進技術的不斷學習，我國農業技術水平規模化、集約化、科學化，設施面積和設施水平方面有了大幅度的提高[1-2]。近代溫室從改良型日光溫室、大型玻璃溫室和現代化溫室3個階段得到逐步發展[3-4]。但是，在溫室的控制上，仍具有時變、非線性、大滯后、很難建立精確的數學模型等特性。這使得采用以往的控制方式，很難得到預期的效果[5]。面對解決這種復雜系統中的非線性和模型不確定性問題，模糊控制得到了廣泛的應用[6]。因此，筆者采用模糊控制對小型花卉溫室的溫度進行控制，運用Matlab對其仿真，得到模糊控制的優越性[7]。

1 控制系統介紹

該控制系統是通過對一個40 m×50 m的花卉溫室實際采樣獲得實際人工控制數據，然后根據數據所建立的模糊控制系統模型。模糊控制系統就是模擬人對被控系統的控制方式。在實際人工控制中，工作人員需要隨時監控溫室溫度，調節溫度控制器，實現對當前溫度的控制，以達到溫室最優溫度。針對小型花卉溫室需要的控制反應快、穩定性高等特性，該模糊控制系統必須時時監控溫室內當時溫度，得到一個參考輸入t，并與目標溫度求差，得到另一參考輸入e。通過模糊控制器中各部分功能輸入模糊化、模糊規則、輸出逆模糊化，得到一控制輸出u，作用到被控對象上，使其能時時調節溫室內溫度，由此得到該系統的模糊控制結構圖（圖1）。

4 結論

在小型花卉溫度模糊控制中，由模糊溫度控制的特性無法確定其數學模型，但是通過仿真模擬可以看見其控制手法、控制結果。研究表明，該模糊控制系統的控制速度快（反應時間在1 s左右），控制精度高，穩定性強，達到目標溫度時幾乎沒有超調量。由于模糊控制的控制規則適應性強，只需要通過修改輸入與輸出的模糊化規則，就可以達到對其他對象的控制。這可以滿足溫室內花卉更改時只需修改程序，就能實現溫室中對不同花卉的控制，體現出模糊控制系統的適用范圍廣的特性。

參考文獻

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