CN106020298B

CN106020298B - 一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统

Info

Publication number: CN106020298B
Application number: CN201610452772.8A
Authority: CN
Inventors: 吴中华
Original assignee: Nantong Vocational College Science and Technology
Current assignee: Nantong Vocational College Science and Technology
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: CN106020298A

Abstract

本发明公开了一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统，包括温室大棚、检测传感器组、环境调节装置、LQR控制器、GPRS模块、监控网关、数据转发中继器、数据平台、高清摄像机和移动终端，检测传感器组采集环境参数通过数据转发中继器传输至LQR控制器；高清摄像机通过TD‑LTE网络连接数据平台；LQR控制器通过GPRS模块连接监控网关，并控制环境调节装置；监控网关连接数据平台；移动终端通过TD‑LTE网络与数据平台连接。本发明在双孢菇栽培温室的环境监控中采用无线数据采集、远程控制方式，解决了温室布线复杂、控制稳定性差的问题，具有控制方便、可靠性高、精确度高等特点。

Description

一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统

技术领域

本发明涉及双孢菇栽培领域，具体涉及一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统。

背景技术

现有对食用菌温室环境远程监控的研究很少涉及双孢菇栽培。已有的温室远程控制系统主要有两种方式：①将检测传感器组采集的温室环境参数通过网络传输到远程数据平台，提供参数查询与报警功能，不提供实时控制功能；且视频信号的传输因为网络的要求高，导致移动终端服务通用性差②利用单片机、PLC等控制器将温室环境参数通过无线模块发送到移动终端，移动终端通过短信、彩信等发送控制指令，但实时性差，系统稳定性差。通过以上分析，传统的温室远程监控系统中，主要考虑的是温室环境参数的远程传递，没有获取双孢菇生长的实时环境状况，影响了监控系统的直观性与交互性。

TD-LTE即第四代移动通信技术与标准,俗称“4G”，最高速率达到100Mbits/s，满足视频、图片、声音等多种高速数据传输的要求。

目前双孢菇栽培温室环境监控系统多属于本地监控系统，是智能化程度不高的开环控制系统，采用PLC或单片机与传感器结合对双孢菇栽培温室的环境变量进行监测。工作人员周期性的检查温室参数数据，通过手动方式来设置温室执行模块来改变双孢菇的生长环境参数，确保双孢菇的正常生产。

一些食用菌生产公司也提出了闭环控制系统来对双孢菇栽培温室环境进行调控，但离真正的实用还存在不小的距离，问题主要集中在以下几个方面:①在环境调控时完全按照最佳生长环境来进行调控，没有考虑到调控成本；②没有考虑到在不同的时间节点用不同的调控技术，没有将温室的环境模型及成本模型相结合，从而确定环境参数。③简单的闭环控制系统不能随着双孢菇的生长过程变化的动态性特点来控制设备状态，控制精度低且鲁棒性差导致此类控制系统缺乏动态控制。④温室监控采用的传输监控方式使得温室骨干网络的自由度较差，不易改动其中节点、设备及线路的位置，降低了温室的灵活度。⑤奇异摄动理论被广泛应用于航天、机器人、电力等领域，在设施农业中的应用非常少，所以现在提出一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统，解决了传统双孢菇栽培温室的环境监控遇到的问题：温室布线复杂；投资成本与维护成本高；温室控制精准度差；远程服务通用性差；监控系统的直观性与交互性差；双孢菇生长的实时环境状况无法实时跟踪等缺点，通过对奇异摄动理论的应用，依据双孢菇生长环境的控制需求采用LQR控制器，通过LQR控制器对双孢菇温室的环境进行不同阶段的自动调节，提高温室环境控制的精准度；通过移动终端对双孢菇温室的环境进行远程监控，使得双孢菇温室栽培更加智慧化。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统，包括温室大棚、检测传感器组、环境调节装置、LQR控制器、GPRS模块、监控网关、数据转发中继器、数据平台、高清摄像机和移动终端；

温室大棚包括温室大棚顶部、温室大棚侧壁以及温室大棚顶部；

检测传感器组采集环境参数通过数据转发中继器传输至LQR控制器；检测传感器组设于所述温室大棚内，方便检测各项数据。

高清摄像机通过TD-LTE网络连接数据平台；高清摄像机设于所述温室大棚顶部；

LQR控制器通过GPRS模块连接监控网关，并控制环境调节装置；

监控网关连接数据平台；

移动终端通过TD-LTE网络与数据平台连接

环境调节装置包括高压微雾机、滴灌装置、通风机和灯带以及空调

高压微雾机与LQR控制器通信连接，高压微雾机设于温室大棚顶部，用于保持双孢菇的环境湿度；

滴灌装置与LQR控制器通信连接，滴灌装置设于温室大棚内的双孢菇上方，用于对双孢菇进行灌溉；

通风机和灯带与LQR控制器通信连接，通风机和灯带设于温室大棚顶部，用于对双孢菇生长环境进行通风和光照；

空调与LQR控制器通信连接，空调设于温室大棚侧壁上，用于调节双孢菇生长环境的温度。

在一些实施方式中，GPRS模块采用COMWAY WG-8010 GPRS DTU,COMWAY WG-8010GPRS DTU设有RS232/485数据接口。

在一些实施方式中，检测传感器组包括JZH-101无线温湿度传感器、JZH-102无线二氧化碳传感器、JZH-0系列无线水分传感器和JRFW-28无线光照采集器。

在一些实施方式中，LQR控制器采用ARM11系列的S3C6410芯片为控制核心。

在一些实施方式中，高清摄像机采用海康威视球机4120I-D。可以全方位的进行摄像监控。

在一些实施方式中，基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室控制系统根据多时间尺度可分为快子系统和慢子系统，温室环境控制系统为快子系统，作物生长周期控制系统为慢子系统，建立的奇异摄动理论模型如下：

公式1为慢子系统，公式2为快子系统，其中ε为摄动参数，

x_p＝[c_s,w_s]^T

其中cs为双孢菇的色泽，ws为干重；

x_c＝[T_g,V_s,V_i,C_i,]^T

Tg为温室环境温度，Vg为有机机质水分含量，Vi为温室环境湿度，Ci为为温室二氧化碳浓度；

u_e＝[T_o,G,W,C_o,R_o]^T

其中：To为室外温度，G为光照强度，W为风速，Co为空气中的二氧化碳，Ro为室外湿度；

u_c＝[A_c,M_C,N_C]^T

其中AC为空调控制，控制温室温度，MC为高压喷雾电磁阀，控制温室湿度，NC为风机，控制温室通风。

在一些实施方式中，基于奇异摄动理论模型，通过LQR控制算法取得最优控制变量的系数矩阵，得到其最优控制二次性能最优指针函数为：

其中，表示在双孢菇生长周期内的价格函数，L表示在控制系统作用下和及时变化的温室环境相关的价格函数

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：(1)解决了传统双孢菇栽培温室布线复杂的问题；解决了传统双孢菇栽培温室投资成本与维护成本高的缺点，减少人员职守；解决了远程服务通用性差的问题；本使用新型采用TD-LTE业务，该业务可以通过移动服务商包月收费，费用低。(2)本发明通过LQR控制器对双孢菇温室的环境进行不同阶段的自动调节，提高系统控制的精准度，通过移动终端对双孢菇温室的环境进行远程监测或人工方式进行设备的控制，使得温室栽培更加智能化；监控系统的直观性与交互性好；双孢菇生长的实时环境状况能即时跟踪。(3)本发明提高了双孢菇栽培温室环境报警的实时性、准确性和直观性，(4)在双孢菇栽培温室的环境监测中采用无线远程数据采集方式，解决了温室布线复杂的问题；(5)通过对奇异摄动理论的研究，依据双孢菇栽培温室环境的需求采用LQR控制器，通过LQR控制器对双孢菇温室的环境进行不同阶段的自动调节，提高系统控制的精准度和鲁棒性；(6)通过移动终端对双孢菇温室的环境进行远程监测与控制，使得双孢菇的栽培更加智慧化。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明实施例所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统整体结构示意图。

图2是本发明实施例所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统结构示意图。

图3是本发明一种实施方式的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统的LQR控制器的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统，如图1、图2和图3所示，包括温室大棚、检测传感器组、环境调节装置、LQR控制器、GPRS模块、监控网关、数据转发中继器、数据平台、高清摄像机和移动终端；

检测传感器组采集环境参数通过数据转发中继器传输至LQR控制器；检测传感器组设于温室大棚内，方便检测各项数据。

高清摄像机通过TD-LTE网络连接数据平台；高清摄像机设于所述温室大棚顶部，设施在顶部视野开阔，方便监控。

LQR控制器通过GPRS模块连接监控网关，并控制环境调节装置；

监控网关连接数据平台；

移动终端通过TD-LTE网络与数据平台连接

GPRS模块采用COMWAY WG-8010 GPRS DTU,COMWAY WG-8010 GPRS DTU设有RS232/485数据接口。

LQR控制器采用ARM11系列的S3C6410芯片为控制核心。

高清摄像机采用海康威视球机4120I-D。可以全方位的进行摄像监控。

LQR控制器采用ARM11系列的S3C6410芯片为控制核心，LQR控制器由存储模块、电源模块、复位电路、晶振电路、显示模块、输入和输出扩展电路、通信模块组成。

移动终端包括智能手机、电视屏幕、PAD和PC机。

数据平台处理实时数据、历史数据、告警数据、设备数据和远程控制。

检测传感器组包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、水分传感器和光照传感器，温湿度传感器型号为JZH-101无线温湿度传感器，二氧化碳传感器型号为JZH-102无线二氧化碳传感器，水分传感器型号为JZH-0系列无线水分传感器，光照传感器型号为JRFW-28无线光照采集器。

一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统的具体实现方法如下：

(1)检测传感器组采集温室环境数据；

(2)环境调节装置接收LQR控制器发出的指令，实现温室环境的调节控制；

(3)LQR控制器实现系统的最优控制；

(4)GPRS模块通过TD-LTE技术实现大数据的快速传输；

(5)监控网关实现LQR控制器、数据转发中继器与数据平台的数据传输；

(6)数据平台处理实时数据、历史数据、告警数据、设备数据和传输远程控制指令。

双孢菇温室栽培环境的要求如下：

①温度。菌丝生长的温度范围为6～32℃，最适22～24℃，其生长所需温度的调控方式主要采用空调作为控温方式，能对温室内的温度精准调控，迅速达到预期的温度目标。

②湿度。菌丝体生长阶段要求培养料含水量60％～65％，空气相对湿度80％左右。子实体生长阶段要求培养料含水量60％～65％；覆土含水量保持在18％～20％；空气相对湿度85％～90％。对于双孢菇温室内湿度的调控主要主要指加湿。加湿的方式采用高压微雾机加湿和滴灌装置滴灌装置灌溉的方式。

③光照。双孢菇的菌丝体和子实体均不需要光线，为了不影响其生长形态，在双孢菇生长过程中光线不足时利用灯带进行补光，主要是通过开启灯带来实现。

④通风。双孢菇需要有良好的通风条件。出菇阶段，二氧化碳浓度应控制在0.1％以下，可以通过通风来降低二氧化碳浓度，当二氧化碳浓度高于双孢菇生长所需要的温度时，启动通分机进行换气。

基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室控制系统根据多时间尺度可分为快子系统和慢子系统，温室环境控制系统为快子系统，作物生长周期控制系统为慢子系统，建立的奇异摄动理论模型如下：

公式1为慢子系统，公式2为快子系统，其中ε为摄动参数，

x_p＝[c_s,w_s]^T

其中cs为双孢菇的色泽，ws为干重；

x_c＝[T_g,V_s,V_i,C_i,]^T

u_e＝[T_o,G,W,C_o,R_o]^T

u_c＝[A_c,M_C,N_C]^T

基于奇异摄动理论模型，通过LQR控制算法取得最优控制变量的系数矩阵，得到其最优控制二次性能最优指针函数为：

其中，表示在双孢菇生长周期内的价格函数，L表示在控制系统作用下和及时变化的温室环境相关的价格函数。

需要说明的是，本发明为一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统监控系统，在双孢菇栽培温室的环境监控中采用无线远程数据采集方式，解决了温室布线复杂的问题，具有控制方便、可靠性高、精确度高、节能等特点，通过LQR控制器18对双孢菇温室的环境进行不同阶段的自动调节，提高系统控制的精准度，通过移动终端对双孢菇温室的环境进行远程监测或人工方式进行设备的控制，使得温室栽培更加智能化。

本系统中采用监控组态软件,通过变量设置、IO设备选择、图库模块化设计的方式为使用者提供了一个搭建软硬件通信的平台，具有操作简单、功能较全、对开发人员要求低的特点，有丰富的图形化设计资源，使数据的动态显示、报警设置、报表显示等功能更为形象的在接口上表达，内部提供与多种型号可程序设计控制器、智能模块、板卡、智能仪表、等硬件连接的接口，方便用户使用。

本发明以嵌入式系统为控制核心，通过传感器监测温室的环境参数，利用物联网技术、自动化控制技术等进行架构与设计开发。系统预设双孢菇栽培的环境参数，然后将监测的数据进行传输、存储、分析，把分析得到的结论性数据用于对双孢菇的生长环境参数进行回馈控制与调节，实现闭环控制。通过远程监控系统的使用，提高了温室环境的控制精度，降低了栽培成本，达到双孢菇栽培的精细化和智慧化，缩短了双孢菇的栽培周期、提高作物的产量。

本系统可以确保双孢菇栽培温室的环境参数更加稳定，确保控制系统的鲁棒性。该系统的使用能够促进双孢菇栽培温室控制的实验成果向其他的食用菌栽培推广。

双孢菇营养成分：100克鲜品中含蛋白质2.9克、脂肪0.2克、碳水化合物2.4克、粗纤维0.6克、灰分0.6克、钙8毫克、磷66毫克、铁1.3毫克、维生素(B1)0.11毫克，维生素(B2)0.16毫克、维生素C4毫克、烟酸3.3毫克。

双孢菇蛋白质含量为35％—38％，含有人体必须的6种氨基酸，还含有丰富的维生素B1，维生素B2，维生素PP，核苷酸，烟酸，抗坏血酸和维生素D等，其营养价值是蔬菜和水果的4—12倍，享有“保健食品”和“素中之王”美称。深受国内市场，尤其是国际市场的青睐。

双孢菇所含的蘑菇多糖和异蛋白具有一定的抗癌活性，可抑制肿瘤的发生；所含的酪氨酸酶能溶解一定的胆固醇，对降低血压有一定作用；所含的胰蛋白酶、麦牙糖酶等均有助于食物的消化。中医认为双孢菇味甘性平有提神消化、降血压的作用。经常食用双孢菇，可以防止坏血病，预防肿癌，促进伤口愈合和解除铅，砷，汞等的中毒，兼有补脾，润肺，理气，化痰之功效，能防止恶性贫血，改善神经功能，降低血脂。

双孢菇不仅是一种味道鲜美，营养齐全的菇类蔬菜，而且是具有保健作用的健康食品。

现代医学表明，双孢菇对病毒性疾病有一定的免疫作用。其所含的蘑菇多糖和异蛋白具有一定的抗癌活性，能抑制肿瘤的发生、发展，对小白鼠肉瘤S-180和艾氏癌的抑制率分别为90％和100％。所含的酪氨酸酶能溶解一定的胆固醇、降低血压，是一种降压剂，所含的胰蛋白酶、麦芽糖酶、解朊酶有助于食物的消化。中医认为，该菌味甘平，有提神、消食、平肝阳等作用。正在英国米德尔塞克斯大学参加第二届国际蘑菇营养学年会的科学家说，蘑菇中含有多种抗病毒成分，这些成分对治疗由病毒引起的疾病有很好的效果。据英国媒体报道，参加此次会议的科学家说，蘑菇很早就被用于中药，具有镇痛功效，对关节炎等疾病也有一定的疗效。现代研究发现，蘑菇里含有多种抗病毒成分，有些蘑菇能增强人体免疫机能，甚至能降低接受器官移植手术的病人产生排异反应的危险。不过，对其中机理人们尚不清楚。科学家希望能提炼出蘑菇中的有效成分，以用于治疗病毒引起的疾病，如慢性疲劳综合症、丙型肝炎甚至艾滋病等。

对本发明进行现场试验：

一、栽培季节

栽培季节是7月下旬至翌年4月；

二、栽培设施

单座塑料大棚为360～450平方米，长11～20米，宽6～8米，高4米；每床架宽1.5～1.6米，层距高0.6米，走道0.6～0.7米；大棚覆盖采用“两膜两苫”室内吊挂一层遮阳网，栽培设施要有良好的通风窗及拔气管；

搭建和安装好检测传感器组、环境调节装置、LQR控制器、GPRS模块、监控网关、数据转发中继器、数据平台、高清摄像机和移动终端。

在温室大棚内安装好高压微雾机、滴灌装置、通风机和灯带以及空调。

三、原料的准备

取新鲜稻草、牛粪、鸡粪、晒干，贮存,；

四、发酵

4.1预湿

先把稻草或麦秸用水浇湿或大水浸泡捞出，预湿1～2天，干牛粪扎碎后同时浇水拌湿，预湿1～2天，预湿时把石灰加入料中，牛粪或鸡粪越细越好，建堆前把辅料全部拿出拌匀；

4.2建堆

先将预湿的稻草或麦秸铺在底层20～25cm，加一层牛粪(鸡粪)，然后再铺20cm厚的稻草或麦秸，把拌匀的辅料均匀的撒上，再加一层牛粪(鸡粪)，再加稻草或麦秸加辅料，这样循环建堆，一直堆到高1.5m，宽2～3m，顶部成弓形，这样建好堆后，上面浇水直到底部有水渗出为止；

4.3二次发酵发酵成熟标志为颜色呈深咖啡色，腐熟均匀，无粪臭味，水分适中，富有弹性，手捏培养料能捏拢、松手后能自然伸展，pH值7.5左右，并且培养料内有较多有益微生物的白色小菌落，有浓厚的草香味，料疏松；

将温湿度传感器、二氧化碳传感器、水分传感器和光照采集器放置在建堆旁边，方便测量的位置。

五、培养

将发酵好的培养料装筐，压实，每筐装料4.86kg；将液体菌种均匀覆盖上培养料上方，接种量为2％；待菌丝发满后覆土，在取土时，应取15～20cm以下的半活性半生的土.再用筛子筛上层白灰把土起拍碎，适至均匀地覆在料面上，厚度3cm，一般百平米用土量为3m³，土块不要过大，最大块不超过3cm也不用过筛，块面都有层薄均匀厚度在3cm，过薄则影响产量；

六、前期管理

通过奇异摄动理论模型对双孢菇栽培进行远程监控，覆土后开始使用高压微雾机和滴灌装置进行喷水，3天之内使土层上下都要潮湿，通过温湿度传感器和水分传感器，保证湿而不漏，没有白芯；喷水时打开通风机进行通风，诱导菌丝向土层内生长。部分菌丝开始在覆土层表面露出时，要补土压菌。喷水在早、晚进行，当光照采集器采集数据显示为阴雨天，则高压微雾机和滴灌装置不喷或少喷；

七、后期管理

菌丝长到细土缝隙，线状菌丝开始变粗时，适时适量重喷“结菇水”。以土层吸足水分而又不漏料为准，连续喷2天，而后停喷水2-3天，同时增加通风，促使子实体形成。约7天后已有菇蕾长至黄豆大小，此时喷“出菇水”，少量多次，满足菇蕾生长的水分要求；

八、出菇管理

当温湿度传感器测量温度保持在20℃以下，应在中午气温高时打开通风机和空调通风换气，早晚及夜间关闭通风机，注意保温。依天气和菇房保湿情况来决定喷水次数，使温湿度传感器测量的空气湿度保持85％～90％。早晚注意通风换气，保持温室内空气清新；

九、采收

菇盖直径3-5厘米左右，菇形圆整，色泽洁白，无空根白心，无虫蛀，无破损，无开伞等。采收前床面不能喷水。要轻采轻放，少翻动，确保鲜菇商品价值。

经过实际测试，可以使得双孢菇栽培更加合理，成本更低，而且产量是现有温室栽培技术的3倍，确保高成活率，高产量。使得双孢菇的培育工作更加轻松，有利于大规模生产管理。为双孢菇的栽培提供了坚实的基础，为以后的双孢菇的应用具有突破性的意义，具有非常高的社会价值。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统，其特征在于，包括温室大棚、检测传感器组、环境调节装置、LQR控制器、GPRS模块、监控网关、数据转发中继器、数据平台、高清摄像机和移动终端；

所述温室大棚包括温室大棚侧壁以及温室大棚顶部；

所述检测传感器组采集环境参数通过所述数据转发中继器传输至LQR控制器，所述检测传感器组设于所述温室大棚内；

所述高清摄像机通过TD-LTE网络连接数据平台，所述高清摄像机设于所述温室大棚顶部；

所述LQR控制器通过GPRS模块连接监控网关，并控制所述环境调节装置；

所述监控网关连接所述数据平台；

所述移动终端通过TD-LTE网络与所述数据平台连接

所述环境调节装置包括高压微雾机、滴灌装置、通风机和灯带以及空调；

所述高压微雾机与所述LQR控制器通信连接，所述高压微雾机设于温室大棚顶部，用于保持双孢菇的环境湿度；

所述滴灌装置与所述LQR控制器通信连接，所述滴灌装置设于所述温室大棚内的双孢菇上方，用于对双孢菇进行灌溉；

所述通风机和灯带与所述LQR控制器通信连接，所述通风机和灯带设于所述温室大棚顶部，用于对双孢菇生长环境进行通风和光照；

所述空调与所述LQR控制器通信连接，所述空调设于所述温室大棚侧壁上，用于调节双孢菇生长环境的温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统，其特征在于，所述GPRS模块采用COMWAY WG-8010GPRS DTU,所述COMWAY WG-8010GPRS DTU设有RS232/485数据接口。

3.根据权利要求1所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统，其特征在于，所述检测传感器组包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、水分传感器和光照采集器。

4.根据权利要求1所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统，其特征在于，所述LQR控制器采用ARM11系列的S3C6410芯片为控制核心。

5.根据权利要求1所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统，其特征在于，所述高清摄像机采用海康威视球机4120I-D。

6.根据权利要求1所述的一种基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室远程监控系统，其特征在于，基于奇异摄动理论的双孢菇栽培温室控制系统根据多时间尺度可分为快子系统和慢子系统，温室环境控制系统为快子系统，作物生长周期控制系统为慢子系统，建立的奇异摄动理论模型如下：

公式1为慢子系统，公式2为快子系统，其中ε为摄动参数，

x_p＝[c_s,w_s]^T

其中c_s为双孢菇的色泽，w_s为干重；

x_c＝[T_g,V_s,V_i,C_i,]^T

T_g为温室环境温度，V_g为有机机质水分含量，V_i为温室环境湿度，C_i为为温室二氧化碳浓度；

u_e＝[T_o,G,W,C_o,R_o]^T

其中：T_o为室外温度，G为光照强度，W为风速，C_o为空气中的二氧化碳，R_o为室外湿度；

u_c＝[A_c,M_C,N_C]^T

其中A_C为空调控制，控制温室温度，M_C为高压喷雾电磁阀，控制温室湿度，N_C为风机，控制温室通风。