CN108983614A - 一种禽舍环境多参数自适应控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种禽舍环境多参数自适应控制系统及其控制方法 Download PDF

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    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

Abstract

本发明公开了一种禽舍环境多参数自适应控制系统，包括氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、风速传感器、排风机、送风机、补光灯、电动遮阳帘、加湿器、控制器，其数据输入端分别与氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和风速传感器通讯连接，其数据输出端分别与排风机、送风机、补光灯、电动遮阳帘和加湿器通讯连接。本发明能够改进现有技术的不足，提高了禽舍环境参数调控的精确度和稳定性。

Description

一种禽舍环境多参数自适应控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及自动化养殖技术领域，尤其是一种禽舍环境多参数自适应控制系统及其控制方法。
背景技术
在进行禽畜养殖过程中，禽舍的环境对于禽畜的生长起着至关重要的作用。随着自动化控制技术的普及应用，现阶段的禽舍中大都安装了自动控制系统，通过对禽舍环境参数的采集实现对应的自动控制。但是，现阶段对于禽舍环境参数的控制还仅限于单参数的直接操作，这会导致各参数之间的调控出现相互干扰，从而使得调节机构频繁动作，且禽舍环境参数长时间波动，稳定性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种禽舍环境多参数自适应控制系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高了禽舍环境参数调控的精确度和稳定性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种禽舍环境多参数自适应控制系统，包括，
氨气传感器，用于检测禽舍内的氨气含量；
二氧化碳传感器，用于检测禽舍内的二氧化碳含量；
硫化氢传感器，用于检测禽舍内的硫化氢含量；
温度传感器，用于检测禽舍内的温度；
湿度传感器，用于检测禽舍内的湿度；
光照强度传感器，用于检测禽舍内的光照强度；
风速传感器，用于检测禽舍内的风速；
排风机，用于禽舍排风；
送风机，用于禽舍送风，送风机的管路上安装有空调；
补光灯，用于禽舍补光；
电动遮阳帘，用于控制禽舍内的自然进光量；
加湿器，用于对禽舍空气进行加湿；
控制器，其数据输入端分别与氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和风速传感器通讯连接，其数据输出端分别与排风机、送风机、补光灯、电动遮阳帘和加湿器通讯连接。
一种上述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，包括以下步骤：
A、氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和风速传感器将检测的禽舍环境数据传输至控制器；
B、控制器根据输入的禽舍环境数据计算得出实时的禽舍环境控制策略；
C、控制器根据禽舍环境控制策略分别对排风机、送风机、补光灯、电动遮阳帘和加湿器进行控制。
作为优选，步骤A中，氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和风速传感器通过并行的方式向控制器传输禽舍环境数据。
作为优选，步骤B中，控制器得出控制策略包括以下步骤，
B1、建立每个传感器与其它所有传感器之间一一对应的关联函数；
B2、对每个传感器输出的数据进行循环遍历，控制器根据每个单独的传感器输出数据，给出预设的控制策略；
B3、将每个单独的控制策略作为输入，通过关联函数计算其对于其它环境参数的影响；
B4、根据每个环境参数与其它单独控制策略的关系，对直接调节此环境参数的单独控制策略进行修正，然后将修正后的单独控制策略进行组合，得到实时的禽舍环境控制策略。
作为优选，步骤B1中，任意两个传感器之间的两个关联函数线性相关。
作为优选，步骤B4中，对单独控制策略进行修正的方法为，
其中，P为修正前的单独控制策略，P′为修正后的单独控制策略，αn为第n个单独控制策略对待修正单独控制策略的影响因子，为影响因子向量的2范数。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过建立各环境参数之间的关联函数关系，将每个单独的控制策略与其它控制策略之间形成闭环关联关系，从而实现所有环境参数的统一联合调整，避免了现有技术中对各环境参数进行调整过程中不同控制策略相互干扰的问题。且控制策略的形成速度快，可以适应禽舍环境实时变化的状态，不产生调控延时和误差。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图中：1、氨气传感器；2、二氧化碳传感器；3、硫化氢传感器；4、温度传感器；5、湿度传感器；6、光照强度传感器；7、风速传感器；8、排风机；9、送风机；10、补光灯；11、电动遮阳帘；12、加湿器；13、控制器；14、空调。
具体实施方式
参照图1，本发明一个具体实施方式包括，
氨气传感器1，用于检测禽舍内的氨气含量；
二氧化碳传感器2，用于检测禽舍内的二氧化碳含量；
硫化氢传感器3，用于检测禽舍内的硫化氢含量；
温度传感器4，用于检测禽舍内的温度；
湿度传感器5，用于检测禽舍内的湿度；
光照强度传感器6，用于检测禽舍内的光照强度；
风速传感器7，用于检测禽舍内的风速；
排风机8，用于禽舍排风；
送风机9，用于禽舍送风，送风机9的管路上安装有空调14；
补光灯10，用于禽舍补光；
电动遮阳帘11，用于控制禽舍内的自然进光量；
加湿器12，用于对禽舍空气进行加湿；
控制器13，其数据输入端分别与氨气传感器1、二氧化碳传感器2、硫化氢传感器3、温度传感器4、湿度传感器5、光照强度传感器6和风速传感器7通讯连接，其数据输出端分别与排风机8、送风机9、补光灯10、电动遮阳帘11和加湿器12通讯连接。
一种上述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，包括以下步骤：
A、氨气传感器1、二氧化碳传感器2、硫化氢传感器3、温度传感器4、湿度传感器5、光照强度传感器6和风速传感器7将检测的禽舍环境数据传输至控制器13；
B、控制器13根据输入的禽舍环境数据计算得出实时的禽舍环境控制策略；
C、控制器13根据禽舍环境控制策略分别对排风机8、送风机9、补光灯10、电动遮阳帘11和加湿器12进行控制。
步骤A中，氨气传感器1、二氧化碳传感器2、硫化氢传感器3、温度传感器4、湿度传感器5、光照强度传感器6和风速传感器7通过并行的方式向控制器13传输禽舍环境数据。
步骤B中，控制器13得出控制策略包括以下步骤，
B1、建立每个传感器与其它所有传感器之间一一对应的关联函数；
B2、对每个传感器输出的数据进行循环遍历，控制器根据每个单独的传感器输出数据，给出预设的控制策略；
B3、将每个单独的控制策略作为输入，通过关联函数计算其对于其它环境参数的影响；
B4、根据每个环境参数与其它单独控制策略的关系，对直接调节此环境参数的单独控制策略进行修正，然后将修正后的单独控制策略进行组合，得到实时的禽舍环境控制策略。
步骤B1中，任意两个传感器之间的两个关联函数线性相关。
步骤B4中，对单独控制策略进行修正的方法为，
其中，P为修正前的单独控制策略，P′为修正后的单独控制策略，αn为第n个单独控制策略对待修正单独控制策略的影响因子，为影响因子向量的2范数。
为了进一步提高对于禽舍环境的控制精度，建立单独控制策略对环境参数的实施后预测结果，并使用实施后预测结果对实时的禽舍环境控制策略进行修正，
[P]′＝[P]·[ρ]，
其中，[P]为实时的禽舍环境控制策略矩阵，[P]′为修正后的实时的禽舍环境控制策略矩阵，[ρ]为实施后预测结果矩阵。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种禽舍环境多参数自适应控制系统，其特征在于：包括，
氨气传感器(1)，用于检测禽舍内的氨气含量；
二氧化碳传感器(2)，用于检测禽舍内的二氧化碳含量；
硫化氢传感器(3)，用于检测禽舍内的硫化氢含量；
温度传感器(4)，用于检测禽舍内的温度；
湿度传感器(5)，用于检测禽舍内的湿度；
光照强度传感器(6)，用于检测禽舍内的光照强度；
风速传感器(7)，用于检测禽舍内的风速；
排风机(8)，用于禽舍排风；
送风机(9)，用于禽舍送风，送风机(9)的管路上安装有空调(14)；
补光灯(10)，用于禽舍补光；
电动遮阳帘(11)，用于控制禽舍内的自然进光量；
加湿器(12)，用于对禽舍空气进行加湿；
控制器(13)，其数据输入端分别与氨气传感器(1)、二氧化碳传感器(2)、硫化氢传感器(3)、温度传感器(4)、湿度传感器(5)、光照强度传感器(6)和风速传感器(7)通讯连接，其数据输出端分别与排风机(8)、送风机(9)、补光灯(10)、电动遮阳帘(11)和加湿器(12)通讯连接。
2.一种权利要求1所述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
A、氨气传感器(1)、二氧化碳传感器(2)、硫化氢传感器(3)、温度传感器(4)、湿度传感器(5)、光照强度传感器(6)和风速传感器(7)将检测的禽舍环境数据传输至控制器(13)；
B、控制器(13)根据输入的禽舍环境数据计算得出实时的禽舍环境控制策略；
C、控制器(13)根据禽舍环境控制策略分别对排风机(8)、送风机(9)、补光灯(10)、电动遮阳帘(11)和加湿器(12)进行控制。
3.根据权利要求2所述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，其特征在于：步骤A中，氨气传感器(1)、二氧化碳传感器(2)、硫化氢传感器(3)、温度传感器(4)、湿度传感器(5)、光照强度传感器(6)和风速传感器(7)通过并行的方式向控制器(13)传输禽舍环境数据。
4.根据权利要求2所述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，其特征在于：步骤B中，控制器(13)得出控制策略包括以下步骤，
B1、建立每个传感器与其它所有传感器之间一一对应的关联函数；
B2、对每个传感器输出的数据进行循环遍历，控制器根据每个单独的传感器输出数据，给出预设的控制策略；
B3、将每个单独的控制策略作为输入，通过关联函数计算其对于其它环境参数的影响；
B4、根据每个环境参数与其它单独控制策略的关系，对直接调节此环境参数的单独控制策略进行修正，然后将修正后的单独控制策略进行组合，得到实时的禽舍环境控制策略。
5.根据权利要求4所述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，其特征在于：步骤B1中，任意两个传感器之间的两个关联函数线性相关。
6.根据权利要求5所述的禽舍环境多参数自适应控制系统的控制方法，其特征在于：步骤B4中，对单独控制策略进行修正的方法为，
其中，P为修正前的单独控制策略，P′为修正后的单独控制策略，αn为第n个单独控制策略对待修正单独控制策略的影响因子，为影响因子向量的2范数。
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