JPH03160927A

JPH03160927A - キノコ栽培設備

Info

Publication number: JPH03160927A
Application number: JP1300147A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Yamamoto; 隆義山本
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1989-11-18
Filing date: 1989-11-18
Publication date: 1991-07-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、キノコ栽培設備に係り、特に種々の外乱に対
してキノコの栽培室内の温度、湿度および特定ガスの濃
度を年間を通じて最適化することができるキノコ栽培設
備に関する。

〔従来の技術〕

キノコの人工栽培は、いくつかの工程を経て行うことが
できる。

まず、所定のキノコに適した培地を調整し、これを容器
に入れたのち殺菌し、種菌を接種する。

あるいは、予め混合され殺菌された培地に種菌を混合し
、これを容器に充填している。

次に、この種菌と培地が充填された容器を培養室に置き
、キノコ菌糸を生長させる。ここで、培養室内の温度、
湿度および特定ガスとしての炭酸ガスの濃度等は、その
キノコの菌糸の生長に適した範囲になるように制御され
る。この制御のために、培養室に空気調和器、温度およ
び湿度を検出する検出器、制御装置を設け、これにより
培養室内の環境を所定のものに保っている。

前記培養室において、キノコ菌糸が容器内の培地全体に
蔓延したところで、キノコの種類によって異なるが、発
芽のための菌播きと呼ばれる操作を行った後、威育室に
移す。この培養期間は、キノコの種類、培地の容積等に
より異なるが、約２５日〜９０日間である。

或育室では、培養室に比べて一般的に低温、多湿の条件
下に制御され、菌糸が蔓延した培地から子実体と呼ばれ
る、いわゆるキノコが生長する。

この子実体の形状、大きさが出荷に適する品質になると
収穫する。

このようにしてキノコは、人工栽培されること３になる。

このようなキノコの人工栽培をするための環境制御方法
を図面を用いて以下に説明する。

第１０図は、栽培室内の温度を一定に保つ制御方法が実
現できる装置を示す構成図である。

第１０図において、栽培室１内には、栽培棚２が設けら
れている。栽培室１内は、冷却器３と循環ファン４によ
り冷房ができ、かつヒータ５により暖房ができる。冷却
器３は、冷房用温度検出・制御器６により駆動制御され
る。ヒータ５は、暖房用温度検出・制御器７により駆動
制御される。

上記装置により次のように制御される。

栽培室１内が、所定の設定値（例えばマイタケの場合、
或育期で１６゜Ｃ）を越えると、冷房用温度検出・制御
器６の指令により、冷却器３および循環ファン４が動作
する。

一方、栽培室１内の温度が、所定の設定値より下がると
、暖房用温度検出・制御器７の制御指令によりヒータ５
が作動ずる。

このように栽培室１の代表的位置での温度を基４に冷房・暖房のオンオフ運転を行っている。

なお、上記第１０図において、（ａ》，巾）．（Ｃ）は
、栽培室１内の栽培棚２における上下方向の位置での温
度の測定点である。

第１１図は、栽培室内の湿度を一定に保つ制御方法が実
現できる装置を示す構成図である。

第１１図において、栽培室１内には、加湿器８が設けら
れるとともに湿度検出・制御器９が設けられており、こ
れらにより栽培室ｌ内の湿度が一定に維持されるように
なっている。

上記装置により栽培室ｌ内の湿度は次のように制御され
る。

栽培室ｌ内の湿度は、湿度検出・制御器９の駆動指令に
より湿度設定値（例えば、マイタケ成育期では、９０％
が基準値となる）に基づいて加湿器８をオンオフ制御す
ることにより、一定に維持される。この際も、湿度の検
出は、代表的な一点で行われている。

第ｌ２図は、栽培室内の炭酸ガス濃度を一定に保つ制御
方法が実現できる装置を示す構戒図である。

第１２図において、栽培室１内には、換気扇１０が設け
られており、この換気扇１０をタイマー１１でオンオフ
制御できるようになっている。

このような装置により炭酸ガスの濃度は次のように所定
の範囲に維持される。

炭酸ガスの濃度は、その濃度検出を行わず、経験的な実
績から換気回数を決め、タイマー１１の設定により換気
扇１０をオンオフ運転し、栽培室１内の炭酸ガス濃度を
所定の限界値（例えば、マイタケ威育期では、１５００
ｐｐｍ）以下になるようにしている，上述したような従来の環境制御方法は、温度、湿度、炭
酸ガス濃度について各々独立に各対象機器をオンオフ動
作させるものであった。したがって、種々の外乱や冷房
，暖房、加湿器および換気扇の作動による相互の影響が
配慮されておらず、年間を通しての温度、湿度、炭酸ガ
ス濃度を、そのキノコの生長に適した範囲内で均一化す
ることが不可能であった。

−　６〔発明が解決しようとする課題〕次に、上記従来の環境制御方法の問題点を説明する。

第１３図は、栽培室内の温度、湿度、炭酸ガス濃度に及
ぼす外乱および相互間の影響を説明するための図である
。

第１３図からもわかるように、栽培室１内の温度ＴＡは
、外気温度Ｔ．の経時変化１００、キノコ発熱量の経時
変化１０ｌ、外気との換気１０２、冷房オンによる除湿
１０３、暖房オンによる湿度低下１０４（不定期）、栽
培室１の扉の開閉に伴う換気ｌ０６（不定期）のそれぞ
れから単独にあるいは複合的に影響を受ける。

また、栽培室ｌ内の湿度Ｗは外気との換気１０２、冷房
オンによる除湿１０３、暖房オンによる湿度低下１０４
（不定期）、栽培室１の扉の開閉に伴う換気１０６（不
定期）のそれぞれから単独にあるいは複合的に影響を受
ける。

さらに、炭酸ガス濃度（ＣＯｚ）は、外気との換気１０
２、キノコ発生に伴う炭酸ガス発生量の経時変化１０５
、栽培室１の扉の開閉に伴う換気ｌ０６（不定期）のそ
れぞれから単独にあるいは複合的に影響を受ける。

このようにキノコの或育には、数式モデル化が不可能な
ものや、各空気調和Ｉａ器の運転パターンが不規則性で
あることが複雑にからみあっていているので、たとえ比
例積分微分制御を適用したとしても栽培室ｌ内の環境を
一定に維持することは非常に困難となる。

第１４図は、第ｌＯ図乃至第１２図に示す従来の環境制
御方法による栽培室内の各状態量の経時変化を示す特性
図である。図中（ａ）．　（ｂ），　（Ｃ）は、栽培室
ｌ内の栽培棚２における上下方向の位置を示し、Ｔ　Ａ
＋　Ｔ　ｌｌ＋　Ｔ　ｃは、これら位置（ａ），　（ｂ
），　（Ｃ）での温度を示している。

図からも分かるように、温度Ｔ　Ａ．　Ｔ　ｓ．　Ｔ　
ｃは、暖房あるいは冷房の運転でも温度分布が不均一で
あり、また換気扇１０の運転による外気導入により温度
変化の大きい箇所、小さい箇所が生している。また、栽
培室１内の栽培棚２のあらゆる位置においても経時的に
最適範囲に制御できない。

また、湿度についても、換気、冷房あるいは暖房による
影響により、加湿器８を運転状態にしても最低許容湿度
より低下し、キノコにとって乾燥状態を生じる。この乾
燥は、キノコの或育上で特に発芽不良を生じさせるとと
もに、キノコの収量の低下などの重大な悪影響を及ぼす
。

さらに、炭酸ガス濃度については、キノコの菌糸が、第
１５図に示すように培養期間、或育期間とも経時的に炭
酸ガスを発生させることから、従来の制御方法のように
タイマー１１で設定された時間間隔で換気扇１０をオン
オフ運転していると、第１４図に示すように炭酸ガス濃
度が一定の時期から最高許容濃度を越えてしまうことが
ある。

このように炭酸ガス濃度が高くなると、菌糸体重の不足
や子実体の傘の奇形、柄の伸長などキノコの収量、品質
に重大な悪影響を及ぼす。

上述したように従来の環境制御方法では、栽培室内のキ
ノコ全体を年間を通して最高の環境下で威育させること
が困難であるという欠点を有して９いる。

本発明の目的は、キノコの生長に適した範囲にキノコの
培養或育環境条件を均一化できるキノコ栽培設備を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、栽培室外の温度および栽培室内の温度、湿度
、特定ガス濃度を検出する検出素子と、前記栽培室内に
設備され、当該栽培室内の温度、湿度、特定ガス濃度を
調整する空気調和機と、前記検出素子からの検出信号を
取り込み、これら検出信号を基に前記空気調和機を駆動
制御する制御装置とを備えたキノコ栽培設備であって、
前記制御装置を、前記検出素子からの所定時刻における
検出信号に基づき各々の状態量をメンバーシップ関数で
その都度重み付けを行って当該時刻での最適な駆動制御
指令を決定するファジィ推論を行う構成としたことによ
り、上記目的を達戒するものである。

ここで、上記制御装置は、前記メンバーシップ関数によ
り当該時刻での最適な駆動制御指令を決１０定するファジィ推論であって、各制御ルールの推定結果
の面積と重心距離との積の総和について当該推論結果の
面積の総和で除すことにより得られた操作量をもって駆
動制御指令とする構成としてもよい。

また、前記制御装置は、ファジィ推論における制御ルー
ルあるいはメンバーシップ関数で、特に湿度に重み付け
をする構戒としてもよい。

〔作用〕

栽培室内の温度、湿度、特定ガス濃度は、検出素子によ
り検出される。前記検出素子からの検出信号は、制御装
置に供給される。制御装置では、前記検出素子からの所
定時刻における検出信号に基づき各々の状態量をメンバ
ーシップ関数でその都度重み付けを行って当該時刻での
最適な駆動制御指令を決定するファジィ推論を行い、そ
の推論結果を空気調和機に与える。これにより、空気調
和機は運転動作して栽培室内を一定の環境に維持する。

前記制御装置は、各制御ルールの推定結果の面１１積と重心距離との積の総和について当該ｍ論結果の面積
の総和で除すことにより得られた操作量をもって駆動制
御指令とするファジィ推論としてもよい。

前記制御装置は、ファジィ推論における制御ルールある
いはメンバーシップ関数で、特に湿度に重み付けを行う
ようにしてもよい。

上記制御装置において実行されるファジィ推論は、次の
ようにしている。

栽培室内の温度、栽培室外の外気温度、栽培室内の湿度
、栽培室内の特定ガス濃度の検出値に対する空気調和機
の動作の関係を、ルールＲ１乃至ルールＲ２３で決定づ
ける。当該ルールＲ，乃至ルールＲ　２３で得られた結
果を重ね合わせる。これによりファジィ推論の結果が得
られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係るキノコ栽培設備の実施例を示す
構成図である。第１図において、第ｌＯ１２図に示す構戒部材と同一のものには、同一の符号を付し
て説明する。

第１図において、栽培室ｌ内には、栽培棚２が設けられ
ている。栽培室１内は、冷却器３と循環ファン４により
冷房ができ、またヒータ５と場合によっては循環ファン
４とにより暖房ができる。

図において、（ａ），　（ｂ），　（Ｃ）は、栽培室１
内の栽培棚２における上下方向の位置での温度の測定点
である。また、栽培室ｌ内には、加湿器８が設けられる
とともに、換気扇１０が設けられている。ここで、栽培
室１は培養室および或育室１ａの概念を含むものとする
。

外気温度検出素子ｌ５は、外気温度Ｔ．を測定して電気
信号に変換するものである。栽培室１内に設けた温度検
出素子１　６　Ａ．　１　６　．．　１　６　Ｃは、栽
培室１内の栽培棚２における位置（ａ），　（ｂ）．　
（Ｃ）の温度Ｔ　Ａ，　Ｔ　ｖｌ．　Ｔ　ｃを検出して
電気信号に変換するものである。湿度検出素子１７は、
栽培室１内の湿度を検出して電気信号に変換するもので
ある。炭酸ガス濃度検出素子１８は、栽培室１内の特定
ガスである炭酸ガス濃度を検出して電気信号に変換する
ものである。前記検出素子１５乃至１日は、制御装置２
０に接続されている。

制御装置２０は、中央演算処理装置、記憶装置、入出力
装置、アナログ・デジタル変換器等からなるコンピュー
タシステムで構成し、ファジィ推論の処理ができるもの
であればよい。

前記制御装置２０は、当該ファジィ推論により駆動制御
指令を形威し、冷却器３，循環ファン４ヒータ５，加湿
器８および換気扇１０からなる空気調和機を駆動制御で
きるようにしてある。

第２図は、上記実施例の信号系統を示す説明図である。

第２図において、状態量は、次の通りとする。

すなわち、Ｔ　Ａ，　Ｔ　ｎ，　Ｔ　ｃは、栽培室ｌの
栽培棚２における位Ｗ（ａ）．　（ｂ），　（ｃ）での
温度を示す。Ｔ．は前記温度Ｔ　Ａ，　Ｔ　Ｅ．　Ｔ　
ｃの中の最高温度を、ΔＴ．は前記最高温度ＴＨの時間
変化を示す。Ｔ１は前記温度Ｔ　Ａ．　Ｔ　ｓ．　Ｔ　
ｃの中の最低温度を、ΔＴ．は前記最低温度Ｔイの時間
変化を示す。また、Ｔ３Ｉ４は外気温度を示す。Ｗは湿度を示し、ΔＷは湿度Ｗの時
間変化を示す。Ｃは炭酸ガス濃度を示し、ΔＣは炭酸ガ
ス濃度Ｃの時間変化を示している。

外気温度検出素子１５は外気温度Ｔ３を、温度検出素子
１　６　Ａ＋　１　６　１，　ｌ　６　Ｃは温度Ｔ　ｓ
，　Ｔ　ｍ．　Ｔ　ｃを、湿度検出素子１７は湿度Ｗを
、炭酸ガス濃度検出素子１８は炭酸ガス濃度Ｃを、それ
ぞれ検出して状態量として制御装置２０に供給する。制
御装置２０内では、温度Ｔ　Ａ．　Ｔ　ａ，　Ｔ　ｃを
セレクタ２０１で選択して最高温度ＴＭと、最低温度Ｔ
，としてファジィ推論部２００に与える。ファジィ推論
部２００には、このほか外気温度Ｔ３、湿度Ｗ、炭酸ガ
ス濃度Ｃとが与えられている。各時間変化の値ΔＴ４，
ΔＴ１，ΔＷ，ΔＣは、測定値を時々刻々測定すること
により得ることができる。

ファジィ推論部２００には、制御ルール部２０２から制
御ルールが与えられている。ファジィ推論部２００は、
与えられた制御ルールに従って所定時刻における検出信
号に基づき各々の状態量をメンバーシップ関数でその都
度重み付けを行ってｌ５当該時刻での最適な駆動制御指令を決定するファジィ推
論を行い、その結果をもって、冷却器３，循環ファン４
，ヒータ５，加湿器８および換気扇１０からなる空気調
和機を駆動制御する。

この制御ルール部２０２には、第３図に示すようなルー
ルが記憶されている。この第３図のルールＲ＋”Ｒ２３
については、次に説明する。

ルールＲ，；最高温度Ｔ．が少し高く、外気温度Ｔ．が
低いなら、換気扇１０の風量を中程度とし、循環ファン
４を前の運転状態のままとする。

（これを、一般的に述べれば、Ｔ．がメンバーシップ関
数ＰＳで、Ｔ８がメンバーシップ関数Ｎならば、換気風
量をメンバーシップ関数ＰＭとし、循環ファン４をその
ままとする。）ルールＲ２；最高温度Ｔ．が高く、外気温度Ｔ８が低い
なら、換気扇１０の風量を大とし、循環ファン４をオン
とする。（ＴＨがＰＳで、Ｔｌ１がＮならば、換気風量
をメンバーシップ関数ＰＢとし、循環ファン４をオンと
する。）ルールＲ３　；最高温度Ｔ．が少し高く、ΔＴ．１６が正で大なら、冷却器３をオンとする。（ＴＨがＰＳで
、ΔＴ．がＰＢならば、冷房をオンとする．）ルールＲ
４　；最低温度Ｔ１が少し低く、外気温度Ｔ．が高いな
ら、換気扇１０の風量を中程度とし、循環ファン４を前
の運転状態のままとする。

（ＴＨがＮＳで、ＴａがＰならば、換気風量をＰＭとし
、循環ファン４をオンとする。）ルールＲ，；最低温度
Ｔイが低く、外気温度Ｔ３が高いなら、換気扇１０の風
量を大とし、循環ファン４をオンとする。（Ｔ，がＮＢ
で、Ｔ．がＰならば、換気風量をＰＢとし、循環ファン
４をオンとする。）ルールＲ６ｉ最低温度Ｔ１が少し低く、ΔＴ，が負で大
なら、ヒータ５をオン状態にする。（Ｔ，がＮＳで、Δ
Ｔ１がＮＢならば、暖房オンとする。）ルールＲ，；最高温度Ｔ，４が高く、最低温度Ｔイが低
いなら、循環ファン４をオンとする。（Ｔ．がＰＢで、
ＴＩＩがＮＢなら循環ファン４をオン．とする。）Ｉ７ルールＲ，；最高温度Ｔ．がちょうどよいなら、冷却器
３をオフとする。（′ｒ８がＺＯならば、冷房をオフと
する。）ルールＲｑ＋最低温度Ｔ．がちょうどよいなら、ヒータ
５をオフとずる。（Ｔ，がＺＯならば、暖房をオフとす
る。）ルールＲ，。；最高温度ＴＭがちょうどよく、最低温度
Ｔ，もちようとよいなら、循環ファン４をオフとする。

（ＴＨがＺＯで、Ｔ．もＺＯならば、循環ファン４をオ
フとする。）ルールＲ＋＋ｉ最高温度ＴＭが高く、かなり続くなら冷
却器３をオンとする。（ＴエがＰＢでかなり続くなら、
冷房をオンとする。）ルールＲ＋ｚ；最低温度Ｔ．が低く、かなり続くなら、
ヒータ５をオンとする。（Ｔ．がＮＢでかなり続くなら
ば、暖房をオンとする。）ルールＲ１３；湿度Ｗが低い
ならば、加湿器８をオンとする。（ＷがＮＢならば、加
湿器８をオンとする。）ルールＲ　＋ａ　ｉ　湿度Ｗがらようどよくても、ΔＷ
１８が負で大きいなら、加湿器８をオンとする。（ＷがＺＯ
でも、ΔＷがＮＢなら加湿器８をオンとする。）ルールＲ，，；湿度Ｗが高いなら、加湿器８をオフとす
る。（ＷがＰＢならば、加湿器８をオフとする。）ルールＲ１６；湿度Ｗがちょうどよくても、ΔＷが正で
大きいなら、加湿器８をオフとする。（ＷがＺＯで、Δ
ＷがＰＢならば、加湿器８をオフとする。）ルールＲＩ？？湿度Ｗがちょうどよいなら、加湿器８を
前の運転状態のままとする。（ＷがＺＯならば、加湿器
８をそのままとする。）ルールＲ１８；炭酸ガス濃度Ｃが高いなら、換気扇１０
の風量を大とする。（ＣがＰＢならば、換気風量をＰＢ
とする。）ルールＲ，，：炭酸ガス濃度Ｃが少し高いなら、換気扇
１０の換気風量を中程度とする。（ＣがＰＳならば、換
気風量をＰＭとする。）ルールＲ２。；炭酸ガス濃度Ｃがちょうどよく、１９ ΔＣが正で大きいなら、換気扇１０の換気風量を大とす
る。（ＣがＺＯで、ΔＣがＰＢであるならば、換気風量
をＰＢとする。）ルールＲ２１；炭酸ガス濃度Ｃがちょうどよく、ΔＣが
負で大きいなら、換気扇１０の換気風量を小さくする。

（ＣがＺＯで、ΔＣがＮＢならば、換気風量をＰＳとす
る。）ルールＲ２．；炭酸ガス濃度Ｃが小さいなら、換気扇ｌ
Ｏの換気風量を小さくする。（ＣがＮＢならば、換気風
量をＰＳとする。）ルールＲ２３；炭酸ガス濃度Ｃが少し小さく、ΔＣが正
で少し大きいなら、換気扇１０の換気風量を小さくする
。（ＣがＮＳで、ΔＣがＰＳならば、換気風量をＰＳと
する。）上述のように構成された実施例を、マイタケの或育室の
環境制御用に適用した例で説明する。

第４図は、ルールＲ　．．　Ｒ　．を用いた動作例を示
す説明図である。第５図は、重心座標ｙ。を求める計算
例を説明するための図である。第６図は、同実施例によ
り栽培室内の環境の時間的変化を示２　〇　一す図である。第７図は従来制御と本発明による栽培期間
の比較結果を示す図、第８図は従来制御と本発明による
収穫量の比較結果を示す図である。

外気温度Ｔ８は、外気温度検出素子１５により、検出さ
れる。或育室１ａ内の温度は、温度検出素子１　６　Ａ
＋　１　６　Ｂ．　１　６　ｃにより検出される。成育
室ｌａ内の湿度は、湿度検出素子１７により検出される
。炭酸ガス濃度は、炭酸ガス濃度検出素子１８により検
出される。前記外気温度検出素子ｌ５、温度検出素子１
　６　Ａ．　１　６　Ｂ＋　１　６　Ｃ、湿度検出素子
１７および炭酸ガス濃度検出素子１８からの検出信号は
、制御装置２０に供給される。

いま、ある時刻における威育室１ａ内の温度Ｔａ，　Ｔ
　ａ，　Ｔ　ｃ　、湿度Ｗ、炭酸ガス濃度Ｃおよび湿度
Ｗの状態を第１表に示す。

第１表Ｔ．およびＴ．は、制御装置２０内のセレクタ２０１に
より選択される。ΔＴＨ，ΔＴ１，ΔＷ，ΔＣは、時系
列に取り込まれたＴ．，Ｔ．，Ｗ，Ｃから求めることが
できる。

＝２２この制御装置２０では、第３図に示すルールを用いて、
前記外気温度検出素子１５、温度検出素子１　６　Ａ＋
　１　６　．．　１　６　，　、湿度検出素子１７およ
び炭酸ガス濃度検出素子ｌ８からの検出信号からの所定
時刻における検出信号に基づき各々の状態量をメンバー
シップ関数でその都度重み付けを行って当該時刻での最
適な駆動制御指令を決定するファジィ推論を行い、その
推論結果を冷却器３、循環ファン４、ヒータ５、加湿器
８および換気扇１０に与える。

制御装置２０におけるファジィ推論の一例を、第４図を
用いて説明する。すなわち、第４図では、ルールＲ１お
よびＲ２を用いてファジィ推論をする動作を説明するも
のであり、制御装置２０内のファジィ推論部２００で実
行される。

ルールＲ，に対する推論結果を、第４図（１）を基にフ
ァジィ推論部２００により求める。第１表の人力値Ｔ．
−１９℃、Ｔ．＝１０．Ｏ゜Ｃの二つの温度から条件部
ＰＳやＮなどのメンバーシップ関数との交点での適合値
のうち小さい方、例えば２３ルールＲ．では０．５となり、その適合値０．　５の線
で結論部での換気風量と循環ファン４のメンバーシップ
関数を切った残りの斜線部分がルールＲ，に対するファ
ジィ推論の結果となる。

同様にしてルールＲ２に対する推論結果を、第４図（Ｉ
Ｉ）を基にファジィ推論部２００により求める。第１表
の入力値Ｔイ−１　９”ＣＳＴ．＝　ｌ　Ｏ．０゜Ｃの
二つの温度から条件部ＰＢやＮなどのメンバーシップ関
数との交点での適合値のうち小さい方、例えばルールＲ
２では、０．５となり、その適合値０．５の線で結論部
での換気風量と循環フプン４のメンバーシップ関数を切
った残りの斜線部分がルールＲ２に対するファジィ推論
の結果となる。

ルールＲ，およびＲ２の推論結果がでたところで、第４
図（１）．（ＩＩ）の推論結果を第４図（ＩＩＩ）に示
すように重ね合わせ、その図形の重心Ｐ，　Ｑを第５図
および下記第（１）式を用いて求める。

第５図は、ファジィ推論の推論結果を重ね合わせて重心
を求める場合の計算方法を説明するための図である。

２　４　一図では、メンバーシップ関数ＰＭ，ＰＢが重ね合わせら
れた図形になっている。図の横軸にはＯ〜１００％が割
り付けられており、縦軸には″０″、゛１゛が割り付け
られている。Ａ　Ｉ＋　Ａ　２＋　Ａ　３に対して図形
の原点からの距離１　１＋　ｆ　２．　ｌ　３が与えら
れている。これから、図形の重心座標ｙ。（出力）を求
めるには、次の第（１）式で計算すればよい。

Σ　（Ａ，Ｘ／！ｉ　　）上記第（１）式を用いて第４図（Ｉ）の重心Ｐ，　Ｑを
求めると、Ｐにより換気風量を、Ｑにより循環ファン４
の制御信号が求められる。

各機器への操作量は、これらの重心ＰやＱの横軸座標値
が相当し、換気風量として７０％、循環ファン４として
０．７５が求められる。

上述のような処理を第３図に示すルールＲ，〜Ｒ２．３
の全てを用いることにより、当該時刻における各機器へ
の出力値が決定される。このようにして求めた結果は、
第２表に示すように、冷房では２５ｙ　ｏ　−０．　８　０でオン、循環ファン４ではｙ　
ｏ　＝　０．６８でそのまま、暖房ではｙ　ｏ　＝　０
．　２でオフ、加湿器８で３’ｏ−０．７２でオンとる
。ここで、ｙ０は各々の図形の重心位置である。

第　　２　　表そして、上記計算結果から各機器の運転方法は、冷却器
３、循環ファン４、ヒータ５および加湿器８に対しては
、例えば　ｙ　ｏ　＜　０．　３なら、　オフ０．３≦ｙ
０≦０．７なら、前の運転状態のまま０．　７　＜　ｙ
　ｏ　　　　なら、　オンとなる規則によりオンオフ制
御を行う。

２６また、換気扇１０については、連続操作を行い、ｙｏ＝
６５なので、換気風量を６５％とする“制御指令を換気
扇１０に与えることになる。これにより、換気扇１０は
換気風量が６５％になるように動作する。

第６図は上記ファジィ推論を実行する制御装置で空気調
和機を制御したことによる戒育室の環境条件を示した図
である。

上記ファジィ推論により制御指令を決定する制御装置２
０をもって、冷却器３，循環ファン４，ヒータ５，加湿
器８および換気扇１０からなる空気調和機が制御される
と、威育室１ａ内の温度ＴＡ．　Ｔ　Ｂ＋　Ｔ　ｃ　、
湿度Ｗ、炭酸ガス濃度Ｃは、第６図に示すようにそれぞ
れ一定の幅内に維持されることになることが理解できる
。

従来の制御方法では、第１４図に示すように、温度、湿
度、炭酸ガス濃度の全ての環境条件を経時的に満足させ
ることが困難であったが、上述のようにファジィ推論を
実行する制御装置２０をもって空気調和機（冷却器３、
循環ファン４、ヒータ５、加湿器８、換気扇１０）を駆
動制御することにより、第６図に示すように環境条件を
経時的にキノコの最適範囲に保つことが可能となった。

本実施例のファジィ制御による環境制御を行った場合の
マイタケの或育状況を、従来制御方法によった場合と比
較すると、第７図に示すように栽培期間が約ｌ５％短縮
され、第８図に示すように収量が８％増加したことが理
解できる。

これは、主に或育室１ａ内の温度が最適化されたことに
より栽培期間が短縮され、湿度の低下が防止されたこと
により発芽が促進され収量が増加したものと判断される
。湿度の低下が防止されたことも、栽培期間の短縮に寄
与している。さらに、炭酸ガス濃度も最高許容濃度１５
００ｐｐｍを超えないので、マイタケの傘の形状が良好
となり、品質の向上が実現された。

次に第９図は、ある時刻の室内の状態量が第１表に示す
ものと異なるときの第１図に示すルールによる環境制御
に適用した例を示す。

ある時刻の室内の状態量が第３表に示す状態の場合第３表第９図に示すように、Ｒ　ｌ，　Ｒ　３，　Ｒ　２。，
ＲＩ４ＲＩ７の各ルールの小さい方の適合値Ｒ＋　　：
０．２，Ｒ３：０．２，Ｒ２。：０．３，　ＲＩ４：０
．５，　Ｒ＋，：０．５ニより結論部のメンハーシップ
関数を頭切りした残部（図中の斜線部分）を重ね合わせ
る。次に前述したと同様に冷房，換気風量，加湿器につ
き、それぞれの残部の形（斜線部分）を重ね合わせたと
きの形の重心位置の横軸の値を推論結果とする。

その結果、第９図に示すように当該時刻における各機器
の出力値ｙ０が決定される。冷房ではｙ０＝０．７５，
換気風量ではｙ。−７０，加湿器ではｙｏ＝０．６５と
なる。

ｙｏ＜０．３　　　　なら、　オフ０．３≦ｙｏ≦０．７なら、前の運転状態のまま０．７
　＜　ｙ　ｏ　　　　なら、　オンとなる規則によりオ
ンオフ制御を行い、冷房：オン、換気風量＝７０％、加
湿器：前の運転状態のままの各動作となる。

なお、第１表に示す状態量のケースＩと共に他に状態量
のときのケース■、ケース■について出力を第４表にま
とめて示している。

３Ｏ制御装置２０では、このように各人力条件におけるファ
ジィ推論結果を用いて駆動制御指令を決定し、これらを
もって空気調和機（３，４，５，８．１０）を駆動制御
するもである。

本実施例では、メンバーシップ関数の形状を三角形ある
いは台形で表したが、キノコの種類や栽培規模、外気条
件等によっては、二次曲線、三角関数、放物線などの曲
線を用いた方が最適なファジィ推論が実現できることに
なる。

他の実施例としては、キノコの栽培規模や外気条件の変
化、キノコの種類によって各状態量に対するメンバーシ
ップ関数を、第３図以外の形で最適化することにより、
そのキノコの最適、安定栽培が可能となる。

また、冷暖房機器のオンオフの頻度が高い場合や換気量
が多いキノコなど外気条件の影響を受けやすい場合に、
湿度を優先する制御ルールやメンバーシップ関数に基づ
くファジィ推論を行う制御装置２０とすることにより、
これに対応することができる。

３２〔発明の効果〕本発明によれば、種々の外乱に対して年間を通じてキノ
コの栽培室内の環境条件を最適範囲内に均一化できるの
で、次のような効果がある。

（１）キノコの栽培期間を約１５％短縮でき、収量を約
１０％増加できる。

（２）キノコの戒育速度が均一化できるので、作業性が
向上し、栽培管理に要する時間が２０％〜３０％低減で
きる。

（３）特定ガス濃度の制御が安定化され、キノコの形状
悪化や奇形が防止でき、品質が向上する。これにより、
販売単価がｌＯ％〜２０％程度向上できる。

（４）空気調和機の運転時間が短《できる。したがって
、電力使用量が１０％〜２０％程度低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のキノコ栽培設備を示す構成図、第２図
は上記実施例の信号系統を示す説明図、第３図は本実施
例のファジィ推論のルールを示す説３３明図、第４図は同実施例のルールＲ＋，Ｒｔを用いた動
作例を示す説明図、第５図は同実施例の重心座標ｙ。を
求める計算例を説明するための図、第６図は同実施例に
より栽培室内の環境の時間的変化を示す図、第７図は従
来制御と本発明による栽培期間の比較結果を示す図、第
８図は従来制御と本発明による収Ｎ量の比較結果を示す
図、第９図は各ルールを用いた動作例を示す説明図、第
ｌＯ図，第１１図．第１２図は従来制御方法を実現でき
る装置を示す構戒図、第１３図は栽培室内の環境条件が
外部から影響を受ける原因との関係を示す説明図、第１
４図は従来制御方法による栽培室内の環境状態を示す図
、第１５図はキノコの菌糸から発生する炭酸ガスの状態
を示す説明図である。１・・・・・・栽培室、２・・・・・・栽培棚、３・・
・・・・冷却器、４・・・・・・循環ファン、５・・・
・・・ヒータ、８・・・・・・加湿珠ｌＯ・・・・・・
換気扇、１５・・・・・・外気温度検出素子、Ｉ６Ａ．
１６ｓ．１６ｃ・・・・・・温度検出素子、１７・・・
・・・湿度検出素子、１８・・・・・・炭酸ガス濃度検
出素子、２０・・・・・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）栽培室外の温度および栽培室内の温度、湿度、特
定ガス濃度を検出する検出素子と、前記栽培室内に設備
され、当該栽培室内の温度、湿度、特定ガス濃度を調整
する空気調和機と、前記検出素子からの検出信号を取り
込み、これら検出信号を基に前記空気調和機を駆動制御
する制御装置とを備えたキノコ栽培設備であって、前記
制御装置は、前記検出素子からの所定時刻における検出
信号に基づき各々の状態量をメンバーシップ関数でその
都度重み付けを行って当該時刻での最適な駆動制御指令
を決定するファジィ推論を行う構成としたことを特徴と
するキノコ栽培設備。
（２）前記制御装置は、前記メンバーシップ関数により
当該時刻での最適な駆動制御指令を決定するファジィ推
論であって、各制御ルールの推定結果の面積と重心距離
との積の総和について当該推論結果の面積の総和で除す
ことにより得られた操作量を駆動制御指令とする構成と
したことを特徴とする請求項（１）記載のキノコ栽培設
備。
（３）前記制御装置は、ファジィ推論における制御ルー
ルあるいはメンバーシップ関数で、特に湿度に重み付け
をする構成としたことを特徴とする請求項（１）又は（
２）記載のキノコ栽培設備。