溫室自動(dòng)控制決策優(yōu)化過(guò)程

整個(gè)溫室系統(tǒng)的控制分為2層。上層是環(huán)境控制目標(biāo)優(yōu)化層，其作用是根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)約束條件，運(yùn)用相應(yīng)的優(yōu)化方法為溫室生產(chǎn)過(guò)程控制層的環(huán)境控制器尋找一個(gè)滿足經(jīng)濟(jì)效益*的環(huán)境狀態(tài)參考輸入。溫室自動(dòng)控制下層是生產(chǎn)過(guò)程控制層，其作用是環(huán)境控制器按照一定的控制策略把室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)調(diào)節(jié)到由優(yōu)化層獲得的*環(huán)境狀態(tài)參考軌跡上。而環(huán)境控制器的設(shè)計(jì)和性能直接取決于溫室環(huán)境模型的結(jié)構(gòu)和模擬精度。以上這種2層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化控制策略對(duì)溫室環(huán)境控制是非常重要的，甚至是*的。舉例來(lái)說(shuō)，在溫室環(huán)境調(diào)節(jié)過(guò)程中當(dāng)室內(nèi)CO2濃度較低時(shí)需要增加溫室內(nèi)CO2的濃度，從溫室自動(dòng)控制降低CO2消耗和節(jié)約成本考慮應(yīng)該優(yōu)先利用通風(fēng)操作由外界空氣中的CO2來(lái)補(bǔ)充，但在寒冷的天氣條件下，溫室內(nèi)的溫度通常要比室外溫度高，在通過(guò)通風(fēng)操作來(lái)增加CO2濃度的同時(shí)溫室內(nèi)的能量也要隨通風(fēng)過(guò)程散發(fā)到室外，這樣就導(dǎo)致了室內(nèi)能量的損失，而損失的這部分能量就要通過(guò)加熱來(lái)補(bǔ)充。
也就是說(shuō)雖然通風(fēng)操作可以補(bǔ)充CO2的消耗量，但卻要以增加能量消耗為代價(jià)。而溫室自動(dòng)控制*化經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)函數(shù)的目的就是要尋找能量消耗和CO2消耗總成本zui低而經(jīng)濟(jì)效益zui高的*設(shè)置參考點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)加熱和通風(fēng)設(shè)備。
作物的產(chǎn)量模型是構(gòu)成決策優(yōu)化性能函數(shù)的重要組成部分，它必須反映環(huán)境各因子的變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響。考慮到溫室自動(dòng)控制決策優(yōu)化過(guò)程的實(shí)際困難，希望作物的產(chǎn)量模型不能太過(guò)復(fù)雜。產(chǎn)量模型可以對(duì)一個(gè)性能較好的作物生長(zhǎng)模型（如TOMGRO模型）進(jìn)行簡(jiǎn)化而獲得，溫室自動(dòng)控制產(chǎn)量的累積速率能夠表達(dá)為作物干物質(zhì)累積速率和環(huán)境因子的函數(shù)，而葉面積指數(shù)可以表達(dá)為干物質(zhì)總量的一個(gè)靜態(tài)函數(shù)。若這種簡(jiǎn)化能夠?qū)崿F(xiàn)將大大減輕決策優(yōu)化過(guò)程的壓力，有助于獲得一個(gè)較理想的環(huán)境狀態(tài)參考軌跡。
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