RU2403706C1

RU2403706C1 - Method of automatic control of temperature-light regime in greenhouse and system for its implementation

Info

Publication number: RU2403706C1
Application number: RU2009124836/12A
Authority: RU
Inventors: Феликс Яковлевич Изаков (RU); Феликс Яковлевич Изаков; Светлана Александровна Попова (RU); Светлана Александровна Попова; Мария Александровна Супрун (RU); Мария Александровна Супрун; Андрей Анатольевич Антропов (RU); Андрей Анатольевич Антропов
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2010-11-20

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agricultural machinery, namely to methods and systems of automatic control of light and temperature and humidity regime in greenhouses or other structures of protected ground. Automatic control system for light and temperature humidity regime in a greenhouse, which is carrying out the claimed method, contains a control circuit of temperature in a greenhouse, including a temperature sensor, whose output is connected with the object of regulation by the comparing element with a set point adjuster, signal multiplier of the current and the calculated temperature disagreement, as well as an actuating mechanism maintaining in the facility the calculated temperature, and the computer unit which calculates the optimum temperature. At that the system also provides additional control loops of lighting and humidity in a greenhouse.

EFFECT: invention enables to ensure the autonomy of temperature, air humidity adjustment inside the greenhouse and of operation of supplementary lighting equipment independently of each other, although at that their mutual influence on plant productivity remains.

2 cl

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к способам и системам автоматического управления температурно-световым режимом в теплицах или других сооружениях защищенного грунта.The invention relates to agricultural machinery, and in particular to methods and systems for automatically controlling the temperature and light regime in greenhouses or other structures of protected soil.

Известен способ автоматического управления температурным режимом в теплице [а.с. №1503711 СССР, МПК 4 A01G 9/26. Способ автоматического управления температурным режимом в теплице / Ф.Я.Изаков, С.А.Попова. (СССР). - №4288057/30-15; Заявлено 21.07.1987; Опубл. 30.08.1989, Бюл. №32], в котором весь период выращивания растений делится на равные промежутки времени, продолжительность которых меньше постоянной времени самого быстродействующего возмущения. Для этого промежутка времени вычисляется оптимальная из условия равенства нулю производной энергозатрат на единицу продукции температура. В соответствии с этой температурой изменяется уставка задатчика температуры, обеспечивающая поддержание ее постоянства в течение выбранного промежутка времени.A known method of automatically controlling the temperature in a greenhouse [a.s. No. 1503711 USSR, IPC 4 A01G 9/26. The method of automatic temperature control in a greenhouse / F.Ya. Izakov, S.A. Popova. (THE USSR). - No. 4288057 / 30-15; Stated July 21, 1987; Publ. 08/30/1989, Bull. No. 32], in which the entire period of growing plants is divided into equal time intervals, the duration of which is less than the time constant of the fastest disturbance. For this period of time, the optimum temperature is calculated from the condition that the derivative of energy consumption per unit of production is equal to zero. In accordance with this temperature, the setpoint of the temperature setter changes, ensuring that it remains constant for a selected period of time.

Однако предложенный способ не позволяет решить актуальную задачу производства овощей в защищенном грунте, решением которой является повышение коэффициента полезного действия (КПД) механизма фотосинтеза растений. В условиях естественной облученности средние по густоте посадки используют лишь 1% приходящей энергии солнечного излучения, что значительно ниже теоретически возможного.However, the proposed method does not allow to solve the urgent problem of the production of vegetables in greenhouses, the solution of which is to increase the efficiency (COP) of the photosynthesis mechanism of plants. Under conditions of natural irradiation, average planting densities use only 1% of the incoming energy of solar radiation, which is much lower than theoretically possible.

Считается, что повысить энергетический КПД фотосинтеза растений можно, согласовав основные факторы среды с облученностью. Это тем более важно в настоящий момент времени, при современной интенсификации тепличного овощеводства, которое предполагает загущенную посадку растений на 1 м² полезной площади (многоярусный способ выращивания), при которой на каждый квадратный метр высаживается до 10 растений, в то время как при традиционном способе посадки всего 3-4 растения. Это позволяет увеличить урожайность с 30 кг/м² до 300 кг/м². Такая плотность посадки требует обязательного досвечивания, а это должно приводить к очень большим энергетическим затратам. Однако прибыль от большого урожая покрывает затраты на досвечивание. Хотя иногда в условиях тотального дефицита энергоресурсов бывает желательно снизить затраты как на досвечивание, так и на обогрев защищенного грунта. Кроме того, современные тепличные комбинаты начинают использовать три культурооборота вместо двух. Второй культурооборот основан на использовании светокультуры. При этом используется аппаратура досвечивания, которая способствует ускорению периода вегетации [Король В.Г., Семенов А.А. «О сроках выращивания огурца в зимних теплицах» // Гавриш №1, 2007].It is believed that the energy efficiency of plant photosynthesis can be increased by coordinating the main environmental factors with irradiation. This is all the more important at the present time, with the modern intensification of greenhouse vegetable growing, which involves a thickened planting of plants on 1 m ^{2 of} usable area (multi-tier growing method), in which up to 10 plants are planted per square meter, while the traditional method planting only 3-4 plants. This allows you to increase productivity from 30 kg / m ² to 300 kg / m ² . Such a planting density requires mandatory clarification, and this should lead to very high energy costs. However, the profit from a large crop covers the cost of additional crops. Although sometimes in conditions of a total deficit of energy resources, it may be desirable to reduce the costs of both re-lighting and heating of protected ground. In addition, modern greenhouse plants are starting to use three crop rotation instead of two. The second cultural revolution is based on the use of photoculture. At the same time, additional lighting equipment is used, which helps to accelerate the growing season [King V.G., Semenov A.A. “On the timing of growing cucumbers in winter greenhouses” // Gavrish No. 1, 2007].

Известен способ оптимизации факторов среды обитания при выращивании растений [а.с.№456595 СССР, МПК 4 A01G 9/26. Способ оптимизации факторов внешней среды при выращивании растений / В.Л.Корбут, А.В.Малиновский. (СССР). Опубл. 1975, Бюл. №2.], в котором оптимизация фотосинтеза растений осуществляется с помощью регулирования облученности. При этом способ автоматической оптимизации растений сводится к нахождению оптимальной точки на световой кривой фотосинтеза.A known method of optimizing environmental factors when growing plants [and.with. No. 456595 of the USSR, IPC 4 A01G 9/26. A method for optimizing environmental factors during plant growth / V.L. Korbut, A.V. Malinovsky. (THE USSR). Publ. 1975, Bull. No. 2.], in which the optimization of plant photosynthesis is carried out by means of irradiation regulation. In this case, the method of automatic optimization of plants is reduced to finding the optimal point on the light curve of photosynthesis.

Обеспечивающая реализацию этого способа система автоматической оптимизации фотосинтеза растений состоит из ассимиляционной камеры, куда помещены растения, которые облучаются регулируемым источником излучения. Показателем интенсивности фотосинтеза растений является концентрация углекислого газа (CO₂), которую замеряют прибором «Инфралит-1». Используя информацию о фотосинтезе растений, судить о котором можно по скорости поглощения углекислого газа из объема ассимиляционной камеры, и на основе которой формируют целевую функцию управления с экстремумом в соответствии с принятым критерием. С помощью пускорегулирующего устройства ксеноновой лампы ДКСТВ-6000 управляют уровнем облученности растений, которую измеряют пиранометром Янушевского. Поиск максимума целевой функции осуществляет экстремальный регулятор ЭРБ-5, который впоследствии поддерживает полученное значение облученности. Система содержит вычислительный комплекс для обработки поступающей информации об интенсивности фотосинтеза и облученности растений и на ее основе вырабатывает управляющий сигнал, который поступает в экстремальный регулятор ЭРБ-5. Регулятор изменяет направление вращения электродвигателя, если система не находится в точке оптимума выбранного критерия, а двигатель через редуктор перемещает движок регулятора напряжения РНО, который медленно изменяет мощность дуговой ксеноновой лампы ДКСТВ-6000, меняя тем самым облученность растений.The system for the automatic optimization of plant photosynthesis, which ensures the implementation of this method, consists of an assimilation chamber where plants are placed that are irradiated with a controlled radiation source. An indicator of the photosynthesis rate of plants is the concentration of carbon dioxide (CO ₂ ), which is measured with an Infralit-1 device. Using information on plant photosynthesis, which can be judged by the rate of absorption of carbon dioxide from the volume of the assimilation chamber, and on the basis of which the target control function with an extremum is formed in accordance with the accepted criterion. Using the DKSTV-6000 xenon lamp ballast, they control the level of plant irradiation, which is measured by the Yanushevsky pyranometer. The search for the maximum of the objective function is carried out by the extreme regulator ERB-5, which subsequently maintains the obtained value of irradiation. The system contains a computer complex for processing incoming information about the photosynthesis rate and plant irradiation and, based on it, generates a control signal that enters the extreme regulator ERB-5. The regulator changes the direction of rotation of the electric motor if the system is not at the optimum point of the selected criterion, and the motor through the gearbox moves the RNO voltage regulator slider, which slowly changes the power of the DKSTV-6000 arc xenon lamp, thereby changing the irradiation of plants.

В данном способе оптимизации факторов среды обитания при выращивании растений и системе, обеспечивающей его реализацию, можно обнаружить ряд недостатков. Во-первых, не учтено взаимодействие двух основных факторов микроклимата - температуры и освещенности. Если при изменении освещенности одновременно не менять температуру воздуха в теплице, делая при этом ряд последовательных шагов, то регулятор так и не найдет действительный максимум интенсивности фотосинтеза. Во-вторых, экстремальное регулирование не самый быстродействующий и экономичный способ управления режимами микроклимата, так как регулятор должен сделать несколько шагов, чтобы определить максимум, а это снижает надежность системы, постоянно находящейся в режиме автоколебаний. В-третьих, система содержит громоздкие приборы определения CO₂-газообмена в ассимиляционной камере, такие приборы пригодны в научных лабораториях, где их будут обслуживать специалисты, в теплицах такие системы мало функциональны.In this method of optimizing environmental factors during plant cultivation and the system ensuring its implementation, one can detect a number of disadvantages. Firstly, the interaction of two main factors of the microclimate - temperature and illumination - has not been taken into account. If, while changing the illumination, the air temperature in the greenhouse is not changed at the same time, making a series of consecutive steps, then the controller will not find the actual maximum photosynthesis intensity. Secondly, extreme regulation is not the fastest and most economical way to control microclimate modes, since the regulator must take several steps to determine the maximum, and this reduces the reliability of a system that is constantly in self-oscillation mode. Thirdly, the system contains bulky devices for determining CO ₂ gas exchange in an assimilation chamber, such devices are suitable in scientific laboratories where they will be serviced by specialists, in greenhouses such systems are not very functional.

Известен также способ управления микроклиматом [а.с. №1323065 СССР, МПК А01К 31/00, G05D 27/00. Устройство для автоматического управления температурно-влажностным режимом в промышленных птичниках / В.А.Грабауров, Ф.Ф.Пащенко, Батищев, Савченко (СССР). - Заявлено 28.06.1985; Опубл. 15.07.1987, Бюл. №26], который нашел применение в устройстве для автоматического управления температурно-влажностным режимом в сельскохозяйственном помещении, а именно в птичнике. Согласно этому способу определяют многомерные оптимальные параметры микроклимата, жизненно важные для выращивания птицы. При этом используют математическую модель продуктивности птицы, параметрами которой являются возраст птицы, температура и влажность воздуха внутри птичника. Так как модель имеет экстремальный характер, а максимум продуктивности дрейфует с изменением возраста, то авторами было предложено определить производные от этой модели по параметрам влажности и температуры и решить систему из двух полученных уравнений с целью получения многомерных оптимальных параметров температуры и влажности, уравнения которых зависят только от параметра возраста птицы.There is also a method of controlling the microclimate [a.s. No. 1323065 USSR, IPC A01K 31/00, G05D 27/00. Device for automatic control of temperature and humidity conditions in industrial poultry houses / V.A. Grabaurov, F.F. Pashchenko, Batishchev, Savchenko (USSR). - Stated 06/28/1985; Publ. 07/15/1987, Bull. No. 26], which found application in a device for automatically controlling the temperature and humidity conditions in an agricultural building, namely in a house. According to this method, multidimensional optimal microclimate parameters are determined that are vital for poultry rearing. In this case, a mathematical model of bird productivity is used, the parameters of which are the bird's age, temperature and air humidity inside the house. Since the model is extreme and the maximum productivity drifts with age, the authors proposed to determine the derivatives of this model by the parameters of humidity and temperature and solve a system of two equations obtained in order to obtain multidimensional optimal parameters of temperature and humidity, the equations of which depend only on the parameter of the age of the bird.

Многомерные оптимальные параметры обеспечивают автономность регулирования каждого из них независимо друг от друга, но при этом сохраняется их взаимное влияние на продуктивность птицы. Тогда как определение одномерных оптимальных параметров не исключает влияния каждого из них друг на друга.Multidimensional optimal parameters provide autonomous regulation of each of them independently of each other, but at the same time their mutual influence on the productivity of the bird is preserved. Whereas the determination of one-dimensional optimal parameters does not exclude the influence of each of them on each other.

Этот способ определения многомерных оптимальных параметров допустим к любым объектам автоматизации, особенно в случае важности нахождения оптимальных параметров микроклимата. Однако в описанном способе прослеживаются следующие недостатки: он подходит только для управления микроклиматом в птичнике, так как в данном способе используется математическая модель продуктивности птицы, данный способ позволяет управлять лишь влажностью и температурой, в то время как для растений важнейшим параметром является освещенность, для управления которой необходимо специальное оборудование.This method of determining multidimensional optimal parameters is acceptable for any automation objects, especially in the case of the importance of finding the optimal microclimate parameters. However, in the described method, the following disadvantages can be traced: it is suitable only for controlling the microclimate in the house, since this method uses a mathematical model of bird productivity, this method allows you to control only humidity and temperature, while for plants the most important parameter is illumination, for control which requires special equipment.

Известен также способ управления температурным режимом в теплице [а.с. №1438657 СССР, МПК 4 A01G 9/26. Способ автоматического управления температурным режимом в теплице / Ф.Я.Изаков, С.А.Попова, Е.В.Стрельникова и Л.В.Гребенкина (СССР). - №3738938/30-15; Заявлено 20.01.1984; Опубл. 23.11.1988, Бюл. №43], принятый за прототип, в котором для повышения эффективности весь период выращивания растений делится на равные промежутки времени и для каждого вычисляется оптимальная из условия равенства нулю производной от экономического критерия температура. В соответствии с этой температурой изменяется уставка задатчика температуры.There is also known a method of controlling the temperature in the greenhouse [a.c. No. 1438657 USSR, IPC 4 A01G 9/26. The method of automatic temperature control in a greenhouse / F.Ya. Izakov, S.A. Popova, E.V. Strelnikova and L.V. Grebenkina (USSR). - No. 3738938 / 30-15; Stated January 20, 1984; Publ. 11/23/1988, Bull. No. 43], adopted as a prototype in which, to increase efficiency, the entire period of plant cultivation is divided into equal time intervals and for each, the optimum temperature is calculated from the condition that the derivative of the economic criterion is equal to zero. In accordance with this temperature, the setpoint of the temperature setter changes.

Система [а.с. №1438657 СССР, МПК 4 A01G 9/26.], обеспечивающая способ, выбранный в качестве прототипа, состоит из вычислительного блока, куда подается информация от датчиков контроля состояния внешней среды и где производится обработка информации и расчет необходимой для управления температуры воздуха в теплице, в соответствии с которой изменяется уставка задатчика; датчика внутренней температуры, который измеряет и передает сигнал от объекта элементу сравнения, где происходит сравнение двух значений температур; усилителя; генератора тактовых импульсов, по сигналу которого происходит сброс предыдущего расчета и начало нового; коммутатора, который передает управляющий сигнал на исполнительный механизм, который должен поддерживать вычисленную температуру в течение дискретного промежутка времени.System [a.s. No. 1438657 USSR, IPC 4 A01G 9/26.], Which provides the method chosen as a prototype, consists of a computing unit where information from sensors for monitoring the state of the external environment is supplied and where information is processed and the necessary temperature is calculated to control the air temperature in the greenhouse, in accordance with which the setpoint setting is changed; an internal temperature sensor that measures and transmits a signal from the object to the comparison element, where two temperatures are compared; an amplifier; clock generator, the signal of which resets the previous calculation and the beginning of a new one; a switch that transmits a control signal to an actuator that must maintain the calculated temperature for a discrete period of time.

Рассмотренный способ и система, его реализующая, имеют ряд недостатков. Во-первых, до сих пор отсутствуют математические модели урожая как конечного продукта процесса вегетации растений, а значит этот способ трудно реализуем. Во-вторых, цены на тепличную продукцию и топливо в течение срока вегетации нельзя предсказать, они постоянно меняются и сильно влияют на вычисление оптимальной по предложенному критерию температуры. В-третьих, математическая модель урожая не содержит важных показателей фитомикроклимата: длительности действия светового фактора и влажности воздуха. В-четвертых, не предусмотрена возможность изменения естественной освещенности в пользу ее увеличения в случае пасмурных дней, тем более что современные тепличные комбинаты снабжены досвечивающими установками, работа которых может быть регламентирована каким-либо критерием. А также отсутствует возможность управления влажностью воздуха в теплице.The considered method and the system that implements it have several disadvantages. Firstly, there are still no mathematical models of the crop as the final product of the plant vegetation process, which means that this method is difficult to implement. Secondly, prices for greenhouse products and fuel during the growing season cannot be predicted, they are constantly changing and greatly affect the calculation of the optimum temperature according to the proposed criterion. Thirdly, the mathematical model of the crop does not contain important indicators of the phytomicroclimate: the duration of the light factor and air humidity. Fourth, there is no possibility of changing the natural light in favor of increasing it in case of cloudy days, especially since modern greenhouse plants are equipped with illuminating plants, the operation of which can be regulated by some criterion. And also there is no way to control the humidity in the greenhouse.

Целью изобретения является повышение точности поддержания освещенности, температуры и влажности воздуха в культивационном помещении и устойчивости работы системы, а также повышение КПД механизма фотосинтеза растений за счет согласования таких факторов среды, как облученность, температура и влажность воздуха, в результате которого повышается продуктивность тепличных культур, улучшается качество плодов, а также сокращается период вегетации до начала плодоношения, что позволяет выращивать тепличные культуры в три оборота.The aim of the invention is to increase the accuracy of maintaining the illumination, temperature and humidity in the cultivation room and the stability of the system, as well as increasing the efficiency of the mechanism of plant photosynthesis due to the coordination of environmental factors such as irradiation, temperature and humidity, which increases the productivity of greenhouse crops, the quality of the fruit improves, and the growing season before fruiting is reduced, which allows you to grow greenhouse crops in three turns.

Сущность изобретения состоит в следующем. В предлагаемом способе автоматического управления свето-температурно-влажностным режимом теплицы время выращивания растений в теплице разбивают на равные промежутки времени, продолжительность которых по крайней мере на порядок меньше постоянной времени самого быстродействующего возмущения, вычисление для каждого промежутка времени оптимальной температуры и поддержание этой оптимальной температуры постоянной в течение всего промежутка времени. В отличие от прототипа измеряют не внешние параметры микроклимата, а в каждом из этих промежутков времени определяют среднесуточную температуру предыдущей ночи и возраст растений, а также устанавливают длительность фотопериода. По результатам измерений определяют многомерную оптимальную по критерию продуктивности дневную температуру, которую сравнивают с результатами измерения текущего значения температуры. В дополнение к этой функции должны быть вычислены многомерные оптимальные по продуктивности значения освещенности и влажности воздуха, которые сравнивают с текущими измерениями в теплице. Если реальная освещенность в теплице ниже расчетной, должна быть включена аппаратура досвечивания на период, установленный агротехником. А если реальная влажность воздуха в теплице ниже расчетной, должна быть включена увлажняющая установка.The invention consists in the following. In the proposed method for automatically controlling the light-temperature-humidity regime of a greenhouse, the time for growing plants in a greenhouse is divided into equal time intervals, the duration of which is at least an order of magnitude shorter than the time constant of the fastest perturbation, calculating an optimal temperature for each time period and maintaining this optimal temperature constant for the entire period of time. In contrast to the prototype, it is not the microclimate external parameters that are measured, but in each of these time periods the average daily temperature of the previous night and the age of the plants are determined, and the duration of the photoperiod is established. According to the measurement results, a multidimensional optimum daily temperature is determined by the productivity criterion, which is compared with the results of measuring the current temperature. In addition to this function, multidimensional optimal in terms of productivity illumination and humidity values should be calculated, which are compared with current measurements in the greenhouse. If the actual illumination in the greenhouse is lower than the calculated one, the illumination equipment should be turned on for the period set by the agricultural technician. And if the actual air humidity in the greenhouse is lower than the calculated one, a humidifier should be turned on.

Критерий продуктивности получен с использованием математической модели роста огурца сорта «Московский тепличный» для ограниченного экспериментом возраста (чтобы использовать модель для управления фитомикроклиматом, параметр τ₂ необходимо изменять в пределах от 1 до 26 суток, в дальнейшем для взрослых растений необходимо зафиксировать параметр τ₂ на отметке 26 суток) [Попова С.А. Энергосберегающая система автоматического управления температурным режимом в теплице: Дис. канд. техн. наук 05.13.06. Челябинск, 1995]. В общем виде математическая модель CO₂-газообмена, полученная в ходе эксперимента в камере искусственного микроклимата, записывается следующим образом:The productivity criterion was obtained using the mathematical model of the growth of cucumber varieties "Moscow Greenhouse" for an experimentally limited age (to use the model to control the phytomicroclimate, the parameter τ ₂ must be changed from 1 to 26 days, in the future, for adult plants, it is necessary to fix the parameter τ ₂ to 26 days) [Popova S.A. Energy-saving system of automatic temperature control in a greenhouse: Dis. Cand. tech. Sciences 05.13.06. Chelyabinsk, 1995]. In general terms, the mathematical model of CO ₂ gas exchange obtained during the experiment in an artificial microclimate chamber is written as follows:

где t₁ - текущее значение дневной температуры в культивационном помещении, °C;where t ₁ - the current value of the daily temperature in the cultivation room, ° C;

E₁ - текущее значение освещенности;E ₁ - the current value of illumination;

Т₂ - среднеарифметическое значение температуры предыдущей ночи, °C;T ₂ - arithmetic mean temperature of the previous night, ° C;

τ₁ - длительность фотопериода (длительность действия светового фактора), час;τ ₁ - the duration of the photoperiod (the duration of the light factor), hour;

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

φ₁ - текущее значение влажности воздуха в теплице, %;φ ₁ - the current value of the humidity in the greenhouse,%;

a₀, a₁, a₂ и т.д. - коэффициенты математической модели интенсивности фотосинтеза.a ₀ , a ₁ , a ₂ , etc. - coefficients of a mathematical model of photosynthesis intensity.

Для заявляемого способа и системы автоматического управления свето-температурно-влажностным режимом в теплице используется критерий максимальной продуктивности, то есть приравнивают к нулю частные производные от интенсивности фотосинтезаFor the proposed method and system for automatic control of the light-temperature-humidity regime in the greenhouse, the criterion of maximum productivity is used, that is, the partial derivatives of the photosynthesis rate are equal to zero

где

- частная производная от интенсивности фотосинтеза по освещенности,Where

- a partial derivative of the intensity of photosynthesis with respect to illumination,

- частная производная от интенсивности фотосинтеза по дневной температуре воздуха в теплице;

- the partial derivative of the intensity of photosynthesis with respect to the daily air temperature in the greenhouse;

- частная производная от интенсивности фотосинтеза по влажности воздуха в теплице;

- the partial derivative of the photosynthesis rate with respect to air humidity in the greenhouse;

и определяют многомерные значения освещенности, температуры и влажности воздуха, при которых имеет место максимум интенсивности фотосинтеза, косвенного показателя продуктивности.and determine the multidimensional values of illumination, temperature and humidity, at which there is a maximum intensity of photosynthesis, an indirect indicator of productivity.

Решение системы уравнений матричным способом позволяет определить многомерные оптимальные параметры температуры t_21M, освещенности E_21M и длительности фотопериода τ_21M. В результате преобразований многомерную оптимальную по критерию продуктивности дневную температуру воздуха в теплице вычисляют по формулеSolving the system of equations in a matrix way allows us to determine the multidimensional optimal parameters of temperature t _21M , illumination E _21M, and photoperiod duration τ _21M . As a result of the transformations, the multidimensional optimum daily productivity air temperature in the greenhouse is calculated by the formula

где Т₂ - среднеарифметическое значение температуры предыдущей ночи, °C;where T ₂ is the arithmetic mean temperature of the previous night, ° C;

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

А₁, А₂, А₃, А₄ - многомерные приведенные коэффициенты интенсивности фотосинтеза, которые принимают следующие значения:A ₁ , A ₂ , A ₃ , A ₄ - multidimensional reduced coefficients of photosynthesis intensity, which take the following values:

А₁=-0,14A ₁ = -0.14 А₃=-0,172A ₃ = -0.172 А₂=-0,215A ₂ = -0.215 А₄=41,309A ₄ = 41.309

Многомерную оптимальную освещенность в теплице вычисляют по формулеThe multidimensional optimal illumination in a greenhouse is calculated by the formula

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

В₁, В₂, В₃, В₄ - многомерные приведенные коэффициенты, которые принимают следующие значения:In ₁ , In ₂ , In ₃ , In ₄ - multidimensional reduced coefficients, which take the following values:

B₁=0,46B ₁ = 0.46 B₃=-0,85B ₃ = -0.85 В₂=-0,59B ₂ = -0.59 B₄=28,75B ₄ = 28.75

Многомерную оптимальную влажность воздуха в теплице вычисляют по формулеThe multidimensional optimal air humidity in the greenhouse is calculated by the formula

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

С₁, С₂, C₃, С₄ - многомерные приведенные коэффициенты, которые принимают следующие значения:C ₁ , C ₂ , C ₃ , C ₄ - multidimensional reduced coefficients that take the following values:

C₁=-1,224C ₁ = -1.224 С₃=0,113C ₃ = 0.113 С₂=0,641C ₂ = 0.641 С₄=115,246C ₄ = 115.246

При этом вычисленные матричным способом многомерные значения оптимальных параметров освещенности E_21M, температуры t_21M и влажности воздуха φ_21M не зависят друг от друга, хотя их взаимное влияние на фотосинтетическую активность растений огромно, что позволяет управлять параметрами освещенности, температуры и влажности воздуха автономно, не вводя их предварительно в компьютерный задатчик, как в случае определения одномерных параметров.In this case, the multidimensional values of the optimal parameters of illumination E _21M , temperature t _21M and air humidity φ _21M calculated by the matrix method are independent of each other, although their mutual influence on the photosynthetic activity of plants is enormous, which makes it possible to control the parameters of illumination, temperature and humidity independently, introducing them first into a computer master, as in the case of determining one-dimensional parameters.

Однако если один из регулируемых параметров свето-температурно-влажностного режима становится неуправляемым вследствие влияния наружных условий окружающей среды или превышает вычисленную оптимальную величину, то значения оставшихся под управлением системы параметров устанавливаются уже в зависимости от величины неуправляемого. В этом случае будут вычислены одномерные значения оптимальных величин.However, if one of the adjustable parameters of the light-temperature-humidity regime becomes uncontrollable due to the influence of external environmental conditions or exceeds the calculated optimal value, then the values remaining under the control of the system of parameters are set already depending on the uncontrolled value. In this case, one-dimensional values of the optimal quantities will be calculated.

Одномерную оптимальную температуру воздуха в теплице t_21O вычисляют по формуле:The one-dimensional optimal air temperature in the greenhouse t _{21O is} calculated by the formula:

где а₂, a₁₂, а₂₂ и т.д. - коэффициенты математической модели интенсивности фотосинтеза;where a ₂ , a ₁₂ , a ₂₂ , etc. - coefficients of a mathematical model of photosynthesis intensity;

а₂=0,1881;a ₂ = 0.1881; а₂₄=-0,0087;a ₂₄ = -0.0087; а₁₂=0,0125; ₁₂ = 0.0125; а₂₅=0,0000;and ₂₅ = 0.0000; а₂₂=-0,0215;a ₂₂ = -0.0215; а₂₆=0,0107; ₂₆ = 0.0107; а₂₃=0,0014; ₂₃ = 0.0014;

E₁ - установившееся в результате функционирования системы и учитывающее действие солнечной радиации текущее значение освещенности, клк;E ₁ - established as a result of the functioning of the system and taking into account the effect of solar radiation, the current value of illumination, klk;

τ₁ - заданная оператором-техником длительность фотопериода (или досвечивания), час;τ ₁ - the duration of the photoperiod (or exposure) specified by the operator-technician, hours;

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

φ₁ - текущее значение влажности воздуха в теплице, %.φ ₁ - the current value of the humidity in the greenhouse,%.

Одномерная оптимальная по продуктивности температура воздуха в теплице для дневного времени суток может быть установлена при достаточном уровне естественной освещенности и влажности воздуха в теплице.A one-dimensional, optimum productivity air temperature in the greenhouse for daytime can be set with a sufficient level of natural light and humidity in the greenhouse.

Одномерную оптимальную освещенность в теплице E_21O вычисляют по формулеThe one-dimensional optimal illumination in the greenhouse E _{21O is} calculated by the formula

где a₁, a₁₁ и т.д. - коэффициенты математической модели интенсивности фотосинтеза;

where a ₁ , a ₁₁ , etc. - coefficients of a mathematical model of photosynthesis intensity;

a₁=1,9788;a ₁ = 1.9788; а₁₄=-0,0046;a ₁₄ = -0.0046; а₁₁=-0,0141;a ₁₁ = -0.0141; а₁₅=-0,0174;a ₁₅ = -0.0174; а₁₂=0,0125; ₁₂ = 0.0125; a₁₆=-0,0147;a ₁₆ = -0.0147; а₁₃=-0,0034;a ₁₃ = -0.0034;

t₁ - установившееся в результате функционирования системы текущее значение температуры, °C;t ₁ - established as a result of the functioning of the system, the current temperature, ° C;

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

Одномерная оптимальная по продуктивности освещенность в теплице может быть установлена при достаточной температуре и влажности воздуха в теплице.A one-dimensional, optimal productivity lighting in a greenhouse can be installed at a sufficient temperature and humidity in the greenhouse.

Одномерную оптимальную влажность воздуха в теплице φ_21O вычисляют по формулеUnivariate optimal air humidity in the greenhouse φ _{21O is} calculated by the formula

где а₆, а₁₆ и т.д. - коэффициенты математической модели интенсивности фотосинтеза;

where a ₆ , a ₁₆ , etc. - coefficients of a mathematical model of photosynthesis intensity;

а₆=0,2291;a ₆ = 0.2291; а₄₆=-0,0050;a ₄₆ = -0.0050; а₁₆=-0,0147;a ₁₆ = -0.0147; а₅₆=-0,0100;a ₅₆ = -0.0100; а₂₆=0,0107; ₂₆ = 0.0107; а₆₆=-0,0011;a ₆₆ = -0.0011; а₃₆=0,0055;a ₃₆ = 0.0055;

τ₂ - возраст растения, сутки;τ ₂ - plant age, day;

Одномерная оптимальная по продуктивности влажность воздуха в теплице может быть установлена при достаточном уровне естественной освещенности и температуры воздуха в теплице.A one-dimensional, optimum in productivity, air humidity in the greenhouse can be set with a sufficient level of natural light and air temperature in the greenhouse.

В соответствии с определенными таким способом многомерными значениями освещенности, температуры и влажности воздуха в теплице изменяют уставки задатчиков.In accordance with the multidimensional values of illumination, temperature and air humidity in a greenhouse determined in this way, the settings of the setters are changed.

Система автоматического управления свето-температурно-влажностным режимом в теплице, реализующая данный способ, содержит контур управления внутренней температурой в теплице, включающий датчик внутренней температуры, выход которого связан с объектом регулирования через элемент сравнения с задатчиком, усилитель сигнала рассогласования температуры текущей и вычисленной, а также исполнительный механизм, поддерживающий в объекте вычисленную температуру, а также вычислительный блок, производящий расчеты оптимальной температуры. В отличие от прототипа предлагаемая система содержит дополнительный контур управления освещенностью, состоящий из датчика освещенности, сравнивающего элемента, усилителя и исполнительного механизма и осуществляющий управление досвечивающей аппаратурой по значениям параметров освещенности определенным компьютерным задатчиком, включение и выключение осветительной аппаратуры осуществляется магнитным пускателем посредством сигнала от релейного механизма времени, задание длительности светового периода от которого также поступает на вход компьютерного задатчика, кроме того предлагаемая система содержит еще один контур управления влажностью воздуха внутри теплицы, снабженный дополнительным набором элементов: регулирующий орган (форсунка распылителя), исполнительный механизм (электроклапан на водоводе), усилитель сигнала рассогласования, датчик внутренней влажности воздуха и элемент сравнения. Также система снабжена счетчиком возраста растений, а вычислительный блок и задатчики объединены в компьютерный задатчик, который формирует сигналы в виде многомерных значений оптимальной температуры воздуха, оптимальной освещенности и оптимальной влажности воздуха в теплице для всех трех контуров управления. Кроме того, при необходимости, компьютерный задатчик по специальному алгоритму может вести расчет тех же одномерных оптимальных величин.The automatic control system for the light-temperature-humidity regime in the greenhouse implementing this method comprises an internal temperature control loop in the greenhouse, including an internal temperature sensor, the output of which is connected to the control object through a comparison element with a setpoint, an amplifier of the current and calculated temperature mismatch signal, and also an actuator that supports the calculated temperature in the object, as well as a computing unit that calculates the optimal temperature. Unlike the prototype, the proposed system contains an additional illumination control circuit, consisting of an ambient light sensor, a comparing element, an amplifier, and an actuator that controls the lighting equipment according to the values of the illumination parameters by a specific computer setter; the lighting equipment is turned on and off by a magnetic starter by means of a signal from the relay mechanism time, setting the duration of the light period from which also comes to the input of the computer setter, in addition, the proposed system contains another air humidity control circuit inside the greenhouse, equipped with an additional set of elements: a regulating body (atomizer nozzle), an actuator (electrovalve on the water pipe), an error signal amplifier, an internal air humidity sensor, and a comparison element . The system is also equipped with a plant age counter, and the computing unit and controllers are combined into a computer controller that generates signals in the form of multidimensional values of the optimum air temperature, optimal illumination, and optimal air humidity in the greenhouse for all three control loops. In addition, if necessary, a computer controller can calculate the same one-dimensional optimal values using a special algorithm.

Совокупность признаков заявляемого способа и системы для его реализации не известны и не следуют явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».The set of features of the proposed method and system for its implementation are not known and do not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

На чертеже представлена схема системы автоматического управления свето-температурно-влажностным режимом в теплице по критерию продуктивности. Система контура автоматической оптимизации температуры воздуха, реализующая данный способ, состоящая из датчика 5, сравнивающего элемента 1, усилителя 2, исполнительного механизма 3 и регулирующего органа 4, поддерживает вычисленную компьютерным задатчиком 12 температуру до наступления момента нового вычисления.The drawing shows a diagram of a system for automatically controlling the light-temperature-humidity regime in a greenhouse according to the productivity criterion. The system of the automatic optimization of air temperature, which implements this method, consisting of a sensor 5, a comparing element 1, an amplifier 2, an actuator 3, and a regulator 4, maintains the temperature calculated by the computer controller 12 until a new calculation occurs.

Система контура автоматической оптимизации освещенности, состоящая из датчика 9, сравнивающего элемента 6, усилителя 7, исполнительного механизма 8, релейного механизма 10 и магнитного пускателя 11, осуществляет регулирование досвечивающей аппаратурой по значениям параметров освещенности определенным компьютерным задатчиком 12.The automatic illumination optimization loop system, consisting of a sensor 9, a comparative element 6, an amplifier 7, an actuator 8, a relay mechanism 10, and a magnetic starter 11, controls the illumination equipment according to the values of the illumination parameters determined by a computer setter 12.

Система контура автоматической оптимизации влажности воздуха в теплице, состоящая из датчика 13, сравнивающего элемента 15, усилителя 16, исполнительного механизма 17 и регулирующего органа 18, поддерживает вычисленную компьютерным задатчиком 12 влажность воздуха внутри теплицы до наступления момента нового вычисления.The system for automatically optimizing air humidity in a greenhouse, consisting of a sensor 13, a comparing element 15, an amplifier 16, an actuator 17, and a regulating body 18, maintains the air humidity inside the greenhouse, calculated by the computer 12, until the moment of a new calculation.

Способ осуществляется следующим образом. В компьютерный задатчик, который должен вырабатывать для САУ задание оптимальных по критерию продуктивности значений освещенности, температуры и влажности воздуха в теплице, поступают сигналы от датчиков температуры 5, освещенности 9 и влажности воздуха в теплице 13 и счетчика возраста растений 14. Среднее значение ночной температуры компьютерный задатчик вычисляет после окончания ночи. Далее компьютерный задатчик по формулам (3), (4) и (5) рассчитывает многомерные оптимальные по продуктивности значения температуры воздуха t_21M, освещенности E_21M и влажности воздуха φ_21M. Полученные оптимальные значения температуры и освещенности сравниваются с показаниями датчиков температуры 5, освещенности 9 и влажности воздуха 13.The method is as follows. In the computer controller, which should produce for the ACS the task of the optimal values of illumination, temperature and air humidity in the greenhouse according to the productivity criterion, signals from temperature sensors 5, light 9 and air humidity in the greenhouse 13 and the plant age counter 14 are received. The average value of the night temperature is computer the master calculates after the end of the night. Further, the computer controller, using formulas (3), (4) and (5), calculates multidimensional productivity-optimal values of air temperature t _21M , illuminance E _21M and air humidity φ _21M . The obtained optimal values of temperature and light are compared with the readings of temperature sensors 5, light 9 and air humidity 13.

Последующие вычислительные операции происходят при изменении какого-либо параметра, входящего в уравнения (3), (4) и (5), например, при изменении возраста растений, который фиксируется счетчиком возраста растений 14.Subsequent computational operations occur when a parameter that is included in equations (3), (4) and (5) changes, for example, when the age of the plants changes, which is fixed by the plant age counter 14.

Расчет оптимальных значений производится на промежуток времени, длительность которого на порядок меньше постоянной времени самого быстродействующего возмущения (например, 0,1 мин).The calculation of the optimal values is performed for a period of time, the duration of which is an order of magnitude less than the time constant of the fastest perturbation (for example, 0.1 min).

Если управляемые параметры (текущие значения температуры воздуха t₁, освещенности E₁ или влажности воздуха φ₁) по величине превысят значения многомерных оптимальных величин t_21M, E_21M или φ_21M, то в этом случае вычисляются одномерные оптимальные по критерию продуктивности значения температуры воздуха внутри теплицы t_21O, освещенности E_21O и влажности воздуха φ_21O. По специальному алгоритму компьютерный задатчик осуществляет переход на управление температурно-световым режимом по формулам (6), (7) или (8), которые содержат параметр текущего значения вышедшего из-под контроля САУ фактора свето-температурно-влажностного режима. Сам фактор фиксируется в неизменном состоянии в данном промежутке времени. При этом использует либо одно уравнение, либо группу из двух в любых комбинациях, в зависимости от того, какой из параметров фиксируется.If the controlled parameters (current values of air temperature t ₁ , illumination E ₁ or air humidity φ ₁ ) exceed the values of the multidimensional optimal values t _21M , E _21M or φ _{21M in magnitude} , then in this case the one-dimensional values of the inside air temperature optimal according to the productivity criterion are calculated greenhouses t _21O , illuminance E _21O and humidity φ _21O . According to a special algorithm, the computer controller transfers to controlling the temperature and light mode according to formulas (6), (7) or (8), which contain the parameter of the current value of the light-temperature-humidity mode factor that has gone out of control of the ACS. The factor itself is fixed in an unchanged state in a given period of time. It uses either one equation or a group of two in any combination, depending on which of the parameters is fixed.

Система, отвечающая за контур автоматической оптимизации освещенности по заявленному способу, работает следующим образом. По данным счетчика возраста растений 14, значению средней температуры предыдущей ночи и установленной вручную длительности фотопериода, что соответствует длительности работы досвечивающей аппаратуры, осуществляемой при помощи релейного механизма 10, компьютерный задатчик 12 вырабатывает по уравнению (4) сигнал E_21M, являющийся заданием для системы оптимизации освещенности. На элементе сравнения 6 происходит сравнение задания Е_21М с сигналом датчика освещенности 9, который учитывает еще и естественную освещенность (поступающую от солнца), значение рассогласования двух сигналов усиливается элементом 7 и затем происходит включение исполнительного механизма осветительной аппаратуры, который изменяет высоту подвески ламп, что приводит к изменению текущего значения освещенности. В свою очередь, это изменение отслеживает датчик освещенности 9. После окончания установленного техниками времени досвечивания срабатывает релейный механизм 10 и отключает магнитные пускатели досвечивающей аппаратуры 11. Так как загущенные требующие досвечивания посадки высаживают многоярусным способом, досвечивающая аппаратура опускается между растениями. Датчик освещенности по этой причине так же должен быть расположен между растениями, так как нижние ярусы посадок сильно страдают от нехватки света.The system responsible for the contour of automatic optimization of illumination according to the claimed method, works as follows. According to the plant age counter 14, the value of the average temperature of the previous night and the manually set duration of the photoperiod, which corresponds to the duration of the irradiation equipment carried out using the relay mechanism 10, the computer controller 12 generates an E _21M signal according to equation (4), which is the task for the optimization system illumination. On the comparison element 6, the reference E _21M is compared with the signal from the light sensor 9, which also takes into account natural illumination (coming from the sun), the value of the mismatch of the two signals is amplified by element 7, and then the actuator of the lighting equipment is switched on, which changes the height of the lamp suspension, which leads to a change in the current value of illumination. In turn, this change is monitored by the light sensor 9. After the expiration of the dwell time set by the technicians, the relay mechanism 10 is activated and the magnetic starters of the dyeing equipment 11 are turned off. Since thickened plantings requiring dyeing are planted in a multi-tier way, the dosing device is lowered between the plants. For this reason, the light sensor should also be located between the plants, since the lower tiers of the plantations suffer greatly from a lack of light.

Работа системы, отвечающей за канал автоматической оптимизации температуры, осуществляется следующим образом. Компьютерный задатчик по данным счетчика возраста растений 14, значению средней температуры предыдущей ночи и установленной вручную длительности фотопериода, что соответствует длительности работы досвечивающей аппаратуры, вырабатывает по уравнению (3) задающий сигнал, поданный на элемент сравнения 1. Другой сигнал на сравнивающее устройство поступает от датчика 5 температуры воздуха в теплице, который, кроме того, учитывает изменение температуры вследствие включения досвечивающей аппаратуры или влияние внешних условий среды. Сигнал рассогласования, полученный на выходе устройства 1, преобразуется в соответствии с необходимым законом управления и усиливается устройством 2, после чего поступает на исполнительный механизм 3, который приводит в движение регулирующий орган 4, изменяющий подачу теплоносителя в системе трубного обогрева теплицы.The system responsible for the automatic temperature optimization channel is as follows. According to the data of the plant age counter 14, the average temperature of the previous night and the manually set duration of the photoperiod, which corresponds to the duration of the illumination equipment, the computer generates a reference signal supplied to comparison element 1 according to equation (3). Another signal is sent to the comparison device from the sensor 5 of the air temperature in the greenhouse, which, in addition, takes into account the temperature change due to the inclusion of additional equipment or the influence of external environmental conditions. The mismatch signal received at the output of the device 1 is converted in accordance with the necessary control law and amplified by the device 2, after which it is supplied to the actuator 3, which drives the regulating body 4, which changes the coolant supply in the pipe heating system of the greenhouse.

Работа системы, отвечающей за канал автоматической оптимизации влажности, осуществляется следующим образом. Компьютерный задатчик по данным счетчика возраста растений 14, значению средней температуры предыдущей ночи и установленной вручную длительности фотопериода, что соответствует длительности работы досвечивающей аппаратуры, вырабатывает по уравнению (5) задающий сигнал φ_21M, который подается на сравнивающий элемент 15. Другой сигнал на сравнивающее устройство поступает от датчика текущей влажности воздуха в теплице 13, который учитывает изменение влажности вследствие включения досвечивающей аппаратуры или влияние внешних условий среды (инфильтрация внешнего воздуха через щели). Сигнал рассогласования, полученный на выходе, подается на сравнивающий элемент 15, преобразуется в соответствии с необходимым законом регулирования и усиливается посредством усилителя 16, после чего поступает на исполнительный механизм 17, который открывает регулирующий орган 18 (форсунку), и происходит разбрызгивание влаги в виде тумана.The system responsible for the channel for automatic optimization of humidity is as follows. According to the data of the plant age counter 14, the average temperature of the previous night, and the manually set duration of the photoperiod, which corresponds to the duration of the illumination equipment, the computer generates, according to equation (5), a driving signal φ _21M , which is supplied to the comparing element 15. Another signal to the comparing device comes from the sensor of the current humidity in the greenhouse 13, which takes into account the change in humidity due to the inclusion of additional equipment or the influence of external environmental conditions ( nfiltratsiya outside air through the gap). The mismatch signal received at the output is supplied to the comparing element 15, converted in accordance with the necessary regulation law and amplified by an amplifier 16, after which it is supplied to the actuator 17, which opens the regulating body 18 (nozzle), and moisture is sprayed in the form of fog .

Изучение данных функционирования системы увлажнения воздуха позволило выявить некоторые трудности удержания необходимой влажности на постоянном уровне. Параметр влажности довольно часто выходит из-под контроля. Например, непосредственно после распыления влажность резко повышается и затем плавно падает, после чего опять включается аппаратура разбрызгивания влаги.Studying the data on the functioning of the air humidification system revealed some difficulties in maintaining the necessary humidity at a constant level. The moisture parameter quite often gets out of hand. For example, immediately after spraying, the humidity rises sharply and then gradually drops, after which the moisture spraying equipment is turned on again.

Поэтому в случае выхода из-под контроля какого-либо параметра САУ может перейти по специальному алгоритму к управлению остальными параметрами по уравнениям (6), (7) или (8).Therefore, in the event that any parameter gets out of control, an ACS can go by a special algorithm to control the remaining parameters according to equations (6), (7) or (8).

Совместное использование способа и системы позволяет более точно поддерживать необходимую влажность воздуха в теплице, а также значительно повысить эффективность использования световой энергии солнца и облучательной установки культивируемыми растениями, а значит, позволяет сократить длительность периода вегетации до начала плодоношения, увеличить продуктивность самих растений, а также повысить товарные качества плодов и содержание в них сахаров и витаминов, кроме того, позволяет эффективно использовать светокультуру, которая возделывается в самый темный зимний период выращивания. И наконец, использование способа и системы позволяет обеспечить автономность регулирования температуры и влажности воздуха внутри теплицы, а также работы досвечивающей аппаратуры независимо друг от друга, при этом сохраняется их взаимное влияние на продуктивность растений.The combined use of the method and system allows more accurately maintain the necessary humidity in the greenhouse, as well as significantly increase the efficiency of the use of light energy of the sun and the irradiation plant by cultivated plants, which means it can reduce the length of the growing season before fruiting, increase the productivity of the plants themselves, and also increase commercial qualities of fruits and the content of sugars and vitamins in them, in addition, allows efficient use of light culture, which It grows in the darkest winter period of cultivation. And finally, the use of the method and system allows for the autonomy of controlling the temperature and humidity of the air inside the greenhouse, as well as the operation of the irradiation equipment independently of each other, while maintaining their mutual influence on plant productivity.

Claims

1. A method for automatically controlling the light-temperature-humidity regime in a greenhouse, including dividing the vegetation period of plants in the greenhouse into equal time intervals, the duration of which is an order of magnitude shorter than the time constant of the fastest disturbance, calculating an optimal temperature for each time period and maintaining this optimum temperature constant over the entire period of time, characterized in that they measure air humidity, air temperature and illumination in a greenhouse with By receiving signals from air, temperature, and light sensors, respectively, the age of the plants is measured to obtain a signal from the plant age counter, and the duration of the photoperiod is set, and the data are transmitted to a computer controller that calculates the average value of the night temperature, and then determines and sets the multidimensional optimal by the productivity criterion, the daily air temperature in the greenhouse according to the formula:

where T ₂ is the arithmetic mean temperature of the previous night, ° C;
τ ₁ - the duration of the photoperiod, h;
τ ₂ - plant age, day;
A ₁ , A ₂ , A ₃ , A ₄ - multidimensional reduced coefficients of photosynthesis intensity, which take the following values:
A ₁ = -0.14
A ₂ = -0.215
A ₃ = -0.172
A ₄ = 41.309
further determine and establish multidimensional optimal according to the criterion of productivity lighting according to the formula:

where T ₂ is the arithmetic mean temperature of the previous night, ° C;
τ ₁ - the duration of the photoperiod, h;
τ ₂ - plant age, day;
φ ₁ - the current value of the humidity in the greenhouse,%,
B ₁ , B ₂ , B ₃ , B ₄ - multidimensional reduced coefficients of photosynthesis intensity, which take the following values:
B ₁ = 0.46
B ₂ = -0.59
B ₃ = -0.85
B ₄ = 28.75,
then determine and establish a multidimensional optimal humidity criterion for productivity in the greenhouse by the formula:

where T ₂ is the arithmetic mean temperature of the previous night, ° C;
τ ₁ - the duration of the photoperiod, h;
τ ₂ - plant age, day;
φ ₁ - the current value of the humidity in the greenhouse,%,
C ₁ , C ₂ , C ₃ , C ₄ - multidimensional reduced coefficients of photosynthesis intensity, which take the following values:
C ₁ = -1.224
C ₂ = 0.641
C ₃ = 0.113
C ₄ = 115.246,
but if the temperature, illumination and humidity in the greenhouse exceed one of the multidimensional parameters that are optimal according to the productivity criterion, then the computer controller determines and sets the one-dimensional air temperature, lightness and humidity optimal according to the productivity criterion for the daytime using the following formulas:

where a ₁ , a ₂ , a ₆ , etc. - the coefficients of the mathematical model of photosynthesis intensity, which take the following values:
a ₂ = 0.1881
a ₁₂ = 0.0125
a ₂₂ = -0.0215
₂₃ = -0.0014
a ₂₄ = -0.0087
a ₂₅ = 0.0000
₂₆ = 0.0107
and
a ₁ = 1.9788
a ₁₁ = -0.0141
a ₁₂ = 0.0125
a ₁₃ = -0.0034
a ₁₄ = -0.0046
a ₁₅ = -0.0174
a ₁₆ = -0.0147
and
a ₆ = 0.2291
a ₁₆ = -0.0147
₂₆ = 0.0107
a ₃₆ = 0.0055
a ₄₆ = -0.0050
a ₅₆ = -0.0100
a ₆₆ = -0.0011
E ₁ - established as a result of the functioning of the system and taking into account the effect of solar radiation, the current value of illumination, klk;
t ₁ - established as a result of the functioning of the system, the current temperature, ° C;
T ₂ is the arithmetic mean of the temperature of the previous night, ° C;
φ ₁ - the current value of the humidity in the greenhouse,%;
τ ₁ is the photoperiod duration specified by the operator-technician, h;
τ ₂ - plant age, day.

2. A system for automatically controlling the light-temperature humidity mode in a greenhouse, comprising a control circuit for internal temperature in the greenhouse, including a temperature sensor, the output of which is connected to the control object through a comparing element with a setpoint, an amplifier of the signal of the temperature and current temperature mismatch, as well as an actuator, supporting the calculated temperature in the object, and a computing unit that calculates the optimal temperature, characterized in that the system contains additional ADDITIONAL control loops illuminance and the humidity in the greenhouse; the illumination control loop contains a light sensor, a comparing element, an amplifier, an actuator with the ability to control the lighting equipment according to the values of the illumination parameters determined by the computer master; a magnetic starter is installed to turn the lighting equipment on and off; it receives a signal from the time relay; the air humidity control circuit in the greenhouse contains an air humidity sensor, a comparing element, an amplifier, an actuator and a regulating body with the possibility of controlling the humidification installation according to the humidity parameters determined by the computer controller; the system is equipped with a plant age counter, and the computing unit and the unit are combined into a computer unit, which generates signals in the form of multidimensional optimal values of air temperature, light and air humidity for three control loops.