Venlo型玻璃溫室冬季加溫控制研究.pdf

1、冬季對(duì)溫室加溫是保障作物正常生長的重要措施，是滿足溫室周年運(yùn)作的手段之一。選取冬季溫室加溫自動(dòng)化控制開展研究，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本課題以Venlo型玻璃連棟溫室為研究對(duì)象，通過試驗(yàn)綜合分析冬季室內(nèi)外環(huán)境變化規(guī)律，建立了冬季室內(nèi)溫度預(yù)測(cè)模型，并根據(jù)預(yù)測(cè)模型提出了溫室冬季加溫控制策略，開發(fā)了冬季加溫溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。本文主要開展了以下研究:
　　(1)進(jìn)行了溫室冬季環(huán)境參數(shù)變化監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。為了確定冬季溫室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)變化規(guī)律

2、，建立室內(nèi)溫度預(yù)測(cè)模型，本文設(shè)計(jì)了環(huán)境參數(shù)測(cè)量試驗(yàn)方案。對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明不同氣候條件下室內(nèi)溫度與室外溫度的變化趨勢(shì)一致。晴天室內(nèi)外溫度變化幅度最大，室內(nèi)外最大溫差為22℃，最小溫差為10℃;多云天氣下，溫室內(nèi)外溫差最大值為18℃，最小值為9℃;陰雨天氣時(shí)變化平緩，室內(nèi)外溫差基本穩(wěn)定在10℃左右。在高度方向上，白天室內(nèi)溫度隨高度增加而增加，夜晚則相反。在水平方向上，溫室內(nèi)南側(cè)溫度高于北側(cè)，最大溫差為2.2℃;中間溫度高于邊緣

3、處，最大溫差為2.5℃。晴天和多云天氣下，室內(nèi)相對(duì)濕度均表現(xiàn)出夜間高白天低的變化規(guī)律;陰雨天氣下，室內(nèi)相對(duì)濕度變化幅度較小，全天時(shí)間內(nèi)均維持在大于80％的高濕度范圍內(nèi)。室內(nèi)土壤溫度在多種氣候條件下，均表現(xiàn)出淺層土壤溫度變化幅度大于深層土壤溫度變化幅度的規(guī)律。
　　(2)構(gòu)建了溫室冬季加溫和不加溫狀態(tài)下的室內(nèi)溫度預(yù)測(cè)模型。為給本研究中冬季加溫自動(dòng)控制策略提供技術(shù)依據(jù)，利用多元線性回歸分析方法，分別建立了預(yù)測(cè)時(shí)間尺度為15分鐘、30分

4、鐘和45分鐘，在加溫狀態(tài)下溫室夜間模式、不加溫狀態(tài)下溫室白天和夜間模式下的溫度預(yù)測(cè)模型，并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)表明，加溫狀態(tài)下溫室夜間溫度預(yù)測(cè)模型的平均相對(duì)誤差分別為1.96％、2.37％、3.46％;不加溫狀態(tài)下溫室夜間溫度預(yù)測(cè)模型平均相對(duì)誤差分別為4.13％、6.16％、7.49％，白天溫度預(yù)測(cè)模型的平均相對(duì)誤差分別為4.32％、6.73％、9.25％。模型預(yù)測(cè)精度較高，可滿足控制系統(tǒng)的要求。
　　(3)研發(fā)了用