水肥一體化灌水總量、施肥量和肥液配比以及肥液混合控制
發(fā)布時間：2021-03-05 09:49:03 瀏覽次數(shù)：
我國是一個糧食生產和水肥消費大國。然而，對于水肥而言，其有效利用率并不是很理想。傳統(tǒng)的自然灌溉，用水效率只有40%左右。大量的未利用水占用了施肥量，嚴重浪費了資源和能源，造成了農業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染。將水肥與精確灌溉、施肥結合起來，適當?shù)墓喔攘窟M入作物根系附近，不會丟失在深層，這不僅提高了肥料效率，而且還能保護地下水免受肥料和化學物質的污染。在灌溉和施肥方面，作物所需的水和養(yǎng)分可以得到均勻、適當和準確的控制和供應。
1、灌水總量的控制
水肥一體化系統(tǒng)對灌水總量采用獨立控制，由于主管道內灌溉水恒壓流動，灌水總量與灌溉時間成正比，單片機通過控制閥門開關時長控制灌水總量。
2、施肥量和肥液配比的控制
施肥控制必須完成兩種控制，即肥液配比控制和施肥量控制。采用時序控制的方式，即可較準確地控制施肥量和肥液配比。同樣，由于主管道內灌溉水恒壓流動，施肥量與灌溉時間成正比，通過控制時間來控制施肥量，即也用控制閥門開關時長控制施肥量。
3、肥液混合系統(tǒng)控制原理
由于控制系統(tǒng)的電磁閥僅有開關兩種工作狀態(tài)，又因為混合罐中的肥液混合具有在線性，因此肥液混合系統(tǒng)也具有實時、延遲和不確定等特性，系統(tǒng)的滯后和慣性極大，采用傳遞函數(shù)的原理很難確定，所以肥液混合系統(tǒng)采用模糊控制法。
水肥一體化系統(tǒng)采用負反饋閉環(huán)控制原理來實現(xiàn)模糊控制。首先，將輸入量、控制規(guī)則、決策以及判決等模塊均模糊化，輸入量模糊化后即對應于一定等級的隸屬度，然后，制定輸入變量、輸出控制變量及其論域對應不同等級模糊集中的各個語言變量的隸屬度。根據實際經驗總結得出，模糊控制規(guī)則是用語言變量形式表示的模糊條件語句，而起控制作用的模糊集則是以模糊規(guī)則為基礎的模糊決策。最后，用模糊判決方法得到輸出控制變量論域中的等級數(shù)，再經過輸出精確化，輸出控制指令。
1、灌水總量的控制
水肥一體化系統(tǒng)對灌水總量采用獨立控制，由于主管道內灌溉水恒壓流動，灌水總量與灌溉時間成正比，單片機通過控制閥門開關時長控制灌水總量。
2、施肥量和肥液配比的控制
施肥控制必須完成兩種控制，即肥液配比控制和施肥量控制。采用時序控制的方式，即可較準確地控制施肥量和肥液配比。同樣，由于主管道內灌溉水恒壓流動，施肥量與灌溉時間成正比，通過控制時間來控制施肥量，即也用控制閥門開關時長控制施肥量。
3、肥液混合系統(tǒng)控制原理
由于控制系統(tǒng)的電磁閥僅有開關兩種工作狀態(tài)，又因為混合罐中的肥液混合具有在線性，因此肥液混合系統(tǒng)也具有實時、延遲和不確定等特性，系統(tǒng)的滯后和慣性極大，采用傳遞函數(shù)的原理很難確定，所以肥液混合系統(tǒng)采用模糊控制法。
水肥一體化系統(tǒng)采用負反饋閉環(huán)控制原理來實現(xiàn)模糊控制。首先，將輸入量、控制規(guī)則、決策以及判決等模塊均模糊化，輸入量模糊化后即對應于一定等級的隸屬度，然后，制定輸入變量、輸出控制變量及其論域對應不同等級模糊集中的各個語言變量的隸屬度。根據實際經驗總結得出，模糊控制規(guī)則是用語言變量形式表示的模糊條件語句，而起控制作用的模糊集則是以模糊規(guī)則為基礎的模糊決策。最后，用模糊判決方法得到輸出控制變量論域中的等級數(shù)，再經過輸出精確化，輸出控制指令。
