CN204990014U - 一种基于模糊pi复合控制的葡萄大棚温控系统 - Google Patents
一种基于模糊pi复合控制的葡萄大棚温控系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，包括：用于实时采集葡萄棚内温度数据的温度传感器、棚内温度异常时发出警报的异常温度报警器、将实时温度数据转化为数字信号的A/D转换器、控制模糊控制器工作的模糊控制器开关、根据模糊规则将转化为数字信号的温度数据进行模糊控制的模糊控制器、将葡萄结果时的温度需求输入至模糊控制器的控制规则输入模块、消除模糊控制器造成稳态误差的PI控制器、用于连接PI控制器和PC机的串口转换器、处理温度数据并发送控制指令的PC机、将温度数据转化为模拟信号的D/A转换器；本实用新型具有结构简单，制造成本低，可以制造出“大温差”的效果，对温度控制能力强，控制精度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于温度控制领域，尤其涉及一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统。
背景技术
区别于一般蔬菜瓜果的种植，葡萄的甜度与他们结果时的温度变化有着密切的关系，比如新疆吐鲁番的葡萄，由于白天阳光充足温度较高，光合作用强。晚上温度低，呼吸作用弱。所以葡萄累积的糖分比较多，甜度高。在我国许多地区，没有新疆这种得天独厚的气候条件，所以葡萄种植户们培育出来的葡萄没有新疆的葡萄甜，市场价值也相对较低。
目前已知的大棚温度控制系统中，针对的控制对象大多数是普通的瓜果蔬菜，其控制要求是维持被控对象在一定的温度范围内，没有专门针对葡萄这种有着“大温差”控制需求的水果的系统设计。
模糊控制区别于传统的控制方法的是：模糊控制在设计控制器的时候，并不需要的去建立被控制对象的数学模型，只需根据以往掌握的经验去建立模糊集合和规则库。由于优质葡萄的培养主要依靠的是种植人的经验，所以可以利用这些经验进行控制器的设计。但模糊控制器也有其缺点，模糊控制的稳态精度不高，控制结果会有误差。
实用新型内容
为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其具有结构简单，制造成本低，可以制造出“大温差”的效果，对温度控制能力强，控制精度高等优点。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，包括：用于实时采集葡萄棚内温度数据的温度传感器、棚内温度异常时发出警报的异常温度报警器、将实时温度数据转化为数字信号的A/D转换器、控制模糊控制器工作的模糊控制器开关、根据模糊规则将转化为数字信号的温度数据进行模糊控制的模糊控制器、将葡萄结果时的温度需求输入至模糊控制器的控制规则输入模块、消除模糊控制器造成稳态误差的PI控制器、用于连接PI控制器和PC机的串口转换器、处理温度数据并发送控制指令的PC机、将温度数据转化为模拟信号的D/A转换器、给棚内加温的红外线热灯泡和给棚内降温的冷风扇；所述的温度传感器分别与异常温度报警器和A/D转换器相连，A/D转换器还与模糊控制器开关和PI控制器相连，模糊控制器开关、控制规则输入模块、PI控制器均与模糊控制器相连，PI控制器通过串口转换器与PC机相连，D/A转换器分别与PI控制器、红外线热灯泡和冷风扇相连。
进一步的，所述模糊控制器和PI控制器采用单片机为基件。
进一步的，所述控制规则输入模块包括键盘，通过键盘向模糊控制器输入控制规则。
进一步的，所述异常温度报警器包括：温度变送器、LED显示屏及巨控GRM200短信报警主机。
作为更进一步的，所述的红外线热灯泡为若干个，分布在棚内。
作为更进一步的，所述的冷风扇为若干台，分布在棚内。
本实用新型由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：结构简单，制造成本低，可以制造出“大温差”的效果，对温度控制能力强，控制精度高，系统自动控制的同时还可以通过计算机进行人工控制。使葡萄光合作用加强，呼吸作用减弱，提高葡萄的甜度以及产量；使其更具有市场价值。
附图说明
本实用新型共有附图1幅：
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，包括：用于实时采集葡萄棚内温度数据的温度传感器、棚内温度异常时发出警报的异常温度报警器、将实时温度数据转化为数字信号的A/D转换器、控制模糊控制器工作的模糊控制器开关、根据模糊规则将转化为数字信号的温度数据进行模糊控制的模糊控制器、将葡萄结果时的温度需求输入至模糊控制器的控制规则输入模块、消除模糊控制器造成稳态误差的PI控制器、用于连接PI控制器和PC机的串口转换器、处理温度数据并发送控制指令的PC机、将温度数据转化为模拟信号的D/A转换器、给棚内加温的红外线热灯泡和给棚内降温的冷风扇；所述的温度传感器分别与异常温度报警器和A/D转换器相连，A/D转换器还与模糊控制器开关和PI控制器相连，模糊控制器开关、控制规则输入模块、PI控制器均与模糊控制器相连，PI控制器通过串口转换器与PC机相连，D/A转换器分别与PI控制器、红外线热灯泡和冷风扇相连。所述模糊控制器和PI控制器采用单片机为基件。所述控制规则输入模块包括键盘，通过键盘向模糊控制器输入控制规则。所述异常温度报警器包括：温度变送器、LED显示屏及巨控GRM200短信报警主机。所述的红外线热灯泡为若干个，分布在棚内。所述的冷风扇为若干台，分布在棚内。
智能控制：PC机控制模糊控制器开关为关闭状态，异常温度报警器在棚内温度异常时，会发出温度异常警报；温度传感器感知棚内的实时温度，并通过A/D转换器，将实时温度数据转换成数字量传给模糊控制器；系统操作人员根据葡萄结果时的温度需求通过控制规则输入模块输入模糊控制器；模糊控制器接收到实时温度数据后根据模糊规则进行模糊控制，得出的控制参数发送到PI控制器，PI控制器接收到参数后进行二次控制，消除模糊控制器造成的稳态误差，提升控制精度；PI控制器通过串口转换器将实时温度数据以及控制参数记录在PC机的相关软件上；PI控制器的最终控制参数经过D/A转换，传送到控温装置上，红外线热灯泡对葡萄大棚进行升温或冷风扇对葡萄大棚进行降温控制。
实施例2
一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，包括：用于实时采集葡萄棚内温度数据的温度传感器、棚内温度异常时发出警报的异常温度报警器、将实时温度数据转化为数字信号的A/D转换器、进行二次控制的PI控制器、用于连接PI控制器和PC机的串口转换器、处理温度数据并发送控制指令的PC机、将温度数据转化为模拟信号的D/A转换器、给棚内加温的红外线热灯泡和给棚内降温的冷风扇；所述的温度传感器分别与异常温度报警器和A/D转换器相连，A/D转换器还与PI控制器相连，PI控制器通过串口转换器与PC机相连，D/A转换器分别与PI控制器、红外线热灯泡和冷风扇相连。所述异常温度报警器包括：温度变送器、LED显示屏及巨控GRM200短信报警主机。所述的红外线热灯泡为若干个，分布在棚内。所述的冷风扇为若干台，分布在棚内。
人工控制：PC机控制模糊控制器开关为断开状态，异常温度报警器在棚内温度异常时，会发出温度异常警报；温度传感器感知棚内的实时温度，并通过A/D转换器，将实时温度数据转换成数字量传给PI控制器，PI控制器通过串口转换器将实时温度数据记录在PC机的相关软件上，同时操作人员可以通过PC机监控实时温度数据以及对PI控制器下达控制指令，对系统进行人工控制，PI控制器的最终控制参数经过D/A转换，传送到控温装置上，红外线热灯泡对葡萄大棚进行升温或冷风扇对葡萄大棚进行降温控制。
本实用新型目的之一在于针对葡萄结果时的“大温差”需求，提供一种可以控制出“大温差”效果的模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统；针对模糊控制器稳态精度不高的缺点，加入了PI控制器来消除稳态误差，提高控制精度。本申请既保留了模糊控制器构建简单，容错能力强，方便人机对话的优点，又利用PI控制器消除了模糊控制器的稳态误差。能有效地提高葡萄的产量和甜度，增加其市场价值。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其特征在于，包括：用于实时采集葡萄棚内温度数据的温度传感器、棚内温度异常时发出警报的异常温度报警器、将实时温度数据转化为数字信号的A/D转换器、控制模糊控制器工作的模糊控制器开关、根据模糊规则将转化为数字信号的温度数据进行模糊控制的模糊控制器、将葡萄结果时的温度需求输入至模糊控制器的控制规则输入模块、消除模糊控制器造成稳态误差的PI控制器、用于连接PI控制器和PC机的串口转换器、处理温度数据并发送控制指令的PC机、将温度数据转化为模拟信号的D/A转换器、给棚内加温的红外线热灯泡和给棚内降温的冷风扇；所述的温度传感器分别与异常温度报警器和A/D转换器相连，A/D转换器还与模糊控制器开关和PI控制器相连，模糊控制器开关、控制规则输入模块、PI控制器均与模糊控制器相连，PI控制器通过串口转换器与PC机相连，D/A转换器分别与PI控制器、红外线热灯泡和冷风扇相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其特征在于，所述模糊控制器和PI控制器采用单片机为基件。
3.根据权利要求2所述的一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其特征在于，所述控制规则输入模块包括键盘，通过键盘向模糊控制器输入控制规则。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其特征在于，所述异常温度报警器包括：温度变送器、LED显示屏和巨控GRM200短信报警主机。
5.根据权利要求4所述的一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其特征在于，所述的红外线热灯泡为若干个，分布在棚内。
6.根据权利要求5所述的一种基于模糊PI复合控制的葡萄大棚温控系统，其特征在于，所述的冷风扇为若干台，分布在棚内。
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