阻尼累加離散灰色預(yù)測(cè)的Smith預(yù)估智能灌溉系統(tǒng)*

謝佩軍， 張育斌

(1. 浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電與軌道交通學(xué)院，浙江寧波，315211； 2. 西安交通大學(xué)，西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安市，710054)

0 引言

我國(guó)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量70%左右，但傳統(tǒng)灌溉技術(shù)的有效利用率低、水肥浪費(fèi)嚴(yán)重。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)不斷應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)家高度重視智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展問(wèn)題[1-2]。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)性地將智能技術(shù)、傳感技術(shù)等融入農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)智能化決策、精準(zhǔn)化控制，有效提高水肥利用率和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。智能灌溉系統(tǒng)是智慧農(nóng)業(yè)的核心系統(tǒng)，灌溉控制策略是灌溉系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，決定了灌溉系統(tǒng)的智能化、精準(zhǔn)化程度[3-4]。智能灌溉系統(tǒng)是時(shí)滯性、非線性、多隨機(jī)干擾的復(fù)雜系統(tǒng)，經(jīng)典PID控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)易整定[5-6]，但存在參數(shù)變化魯棒性差、抗干擾能力不強(qiáng)等缺點(diǎn)，控制精度難以滿足智能灌溉的控制要求，學(xué)者們不斷提出改進(jìn)算法優(yōu)化模型。朱德蘭[7]、劉洪靜[8]等將模糊PID應(yīng)用于灌溉控制，較好地解決了系統(tǒng)的非線性但控制誤差不穩(wěn)定。王正等[9]提出了變論域模糊PID控制的智能滴灌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制參數(shù)，均能不同程度改善灌溉控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。劉斌等[10]設(shè)計(jì)了Smith預(yù)估結(jié)合模糊控制的灌溉決策系統(tǒng)，采用Smith預(yù)估補(bǔ)償器消除系統(tǒng)時(shí)滯性。智能灌溉系統(tǒng)的控制對(duì)象易受到氣候、土壤等諸多不確定因素的影響，GM及其改進(jìn)模型被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)等領(lǐng)域不確定性系統(tǒng)的規(guī)律預(yù)測(cè)[11-13]。……